Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései Dr. Szabó József Zoltán Egyetemi docens Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Fszt. 29.
6. Előadás Elektronikus Benzinbefecskendezés KE-Jetronic L-Jetronic (L2-Jetronic) LH-Jetronic Mono-Jetronic
Elektronikus Befecskendező rendszerek fejlődése
Bosch D-Jetronic (1967 – 1979) : D- Druck – levegőáram nyomás különbségéből „veszi a jelet” azaz ebből állapítja meg a motor által beszívott légtömeget. L-Jetronic (1973 – 86) : (L – luft – levegő mennyiség mérés ingaszerű szerkezettel.) L3-Jetronic (1982 - ) : ez volt az első szerkezet, ahol az analóg villamos jelet felváltotta a digitális LH-Jetronic (1981 – 98) : - légmennyiség mérés hődrótos megoldása, gyakorlatilag már ezt is elektronikus úton oldják meg KE-Jetronic (1982 – 96) : : gyakorlatilag elektronikusan rezgették a szerkezetet a tolattyúk beragadásának kiküszöbölésére, a mechanika hasonló, elektronikus a vezérlés is Mono-Jetronic (1987 – 97) : a mono arra utal, hogy egy polasztó szolgál ki minden hengert – nem biztos, hogy minden henger egyforma mennyiséget kap
Elektronikus vezérlésű benzinbefecskendezés D-Jetronic rendszer
A berendezés három együttműködő rendszerből áll: a tüzelőanyag-, a levegő- és az elektronikus rendszerből
szakaszosan működő rendszer. A motor tüzelőanyag-szükséglete szempontjából fontos információkat érzékelőkkel jelekké alakítja át A D-Jetronic ezeket a jeleket feldolgozza, majd meghatározza a befecskendező szelep nyitási idejét alapjellemzője a motor szívócső depressziója. A „D” betű a depresszióra utal (a német Differenz — a Pd depresszióra vonatkozó különbséget jelenti
A tüzelőanyag -rendszer
A 2 villamos tüzelőanyag-szivattyú a benzint a 3 finomszűrőn keresztül a hengerszámmal azonos számú 4 villamos befecskendező-szelephez nyomja. Ugyanebbe a tüzelőanyag körbe csatlakozik az 5 tüzelőanyagnyomásszabályozó — amely a nyomást kb. 200 kPa értéken tartja — és a 6 villamos indítószelep. A tüzelőanyag szivattyú görgőcellás. Állandó gerjesztésű villamos motor hajtja, amelynek forgórészét benzin veszi körül. Kialakítása a hasonló a KJetronichoz. A szivattyú 60%-kal több benzint szállít, mint amit a legnagyobb fordulatszám és terhelés esetén a motor igényel. A felesleges mennyiség, az - 5 nyomás szabalyozó szelepen át jut vissza a tüzelőanyag-tartályba
Elektromágneses befecskendezőszelep
A tüzelőanyagot elektromágneses befecskendező szelepen keresztül a szívó- szelep elé fecskendezik. A szelepnél mérhető feszültség 3 V, mivel a kis induktivitású tekercs, rövid meghúzási ideje így érhető el. A szelep nyitási lökete 0,15 ± 0,05 mm, az átáramló benzinmennyiséget a nyitás ideje szabja meg. típustól függően 200 kPa nyomáson a szállítás 265-380 cm3/min. A szelepek teflonbevonatúak a kokszosodás elkerülése miatt.
Tüzelőanyag-nyomásszabályozó működése 1 tüzelőanyag-bevezetés;
2 visszafolyás a tüzelőanyagtartályba; 3 szeleptartó; 4 membrán; 5 rugó; 6 nyomás-beállitó csavar; 7 szelep; 8 rugótáiyér A tüzelőanyag-nyomásszabályozó gépjárműtípustól függően a benzint a hálózatban 200-220 kPa nyomáson tartja. A rugóerő és ezzel a hálózati nyomás beállítható.
Az elektronikus rendszer Az elektronikus egység analóg elektromos jeleket kap a: Szívócső gyűjtőcsonk abszolút nyomásáról (a 11 szívócső
depresszió-érzékelőtől); a motor fordulatszámáról (a 18 gyújtáselosztótól); a beszívott levegő hőmérsékletéről (a 7 hőmérséklet-érzékelőtől); a hűtőfolyadék és a motor hőmérsékletéről (12, 13 érzékelőtől); a pillangószelep helyzetéről és mozgásáról (a 10 pillangószelepkapcsolótól); a motor indítási folyamatáról; a befecskendezés időpontjáról.
Ezeket a jeleket az elektronikus vezérlőkészülék feldolgozza és megadja a befecskendező szelep nyitási idejét, tehát a befecskendezett tüzelőanyag mennyiségét. A befecskendezési időt elsősorban két tényező határozza meg, a többi érzékelő ezt az időt csak megfelelően korrigálja. A két tényező: A motor terhelési jellemzője (a 11 nyomásérzékelő); a motor fordulatszáma (a 18 gyújtáselosztó megszakítója).
A KE-Jetronic benzinbefecskendező rendszer A KE-Jetronic olyan benzinbefecskendező rendszer, amely a K-Jetronic mechanikus-hidraulikus vezérlésű alapfunkcióival és elektronikusan vezérelt, illetve szabályozott egyéb funkciókkal rendelkezik. A szenzorok által érzékelt üzemi adatokat a jobb keverékképzés céljára az elektronikus vezérlőegység dolgozza fel.
Üzemanyag-ellátás
Az elektromos szivattyú az üzemanyagot a tartályból a nyomástárolón, valamint a szűrőn keresztül az üzemanyag-elosztóba szállítja. Az üzemanyag-rendszer nyomását a nyomásszabályozó tartja állandó értéken. Az üzemanyag az üzemanyag-elosztóból a befecskendező szelepekhez kerül.
A KE-Jetronic rendszer felépítése
Az elektrohidraulikus 1 Beáramlás rendszernyomáson nyomásszabályzó 2 Fúvóka
3 Szeleplap
4 Kiáramlás alsókamra nyomáson 5 Mágnes pólus 6 Tekercs
7 Állandó mágnes indukcióvonala 8 Állandó mágnes 9 Beállító csavar
10 Az elektromágnes indukcióvonala 11 Billegő vasmag
L1, L2, L3, L4 ……..Légrések
Az üzemi adatok érzékelése
a gyújtástól (motorfordulatszám), a hőmérséklet-érzékelőtől (motorhőmérséklet), a torlótárcsa-potenciométertől (beszívott levegőmennyiség), a fojtásszelep kapcsolótól (alapjárat és tolóüzem, teljes terhelés) az önindító-kapcsolótól, a lambda-szondától, a nyomásérzékelőtől és más szenzoroktól származó adatok, jelek, feldolgozás és kiértékelés céljából továbbjutnak a vezérlőegységbe.
Az üzemi adatok feldolgozása
Az elektronikus vezérlőegység feldolgozza a közölt adatokat, és ezáltal befolyásolja a következő funkciókat: — indítási dúsítás, — melegedési dúsítás, — indítás utáni dúsítás, — gyorsítás alatti dúsítás, — teljes terhelési dúsítás, — tolóüzemi kapcsolás, — fordulatszám-korlátozás, — lambda-szabályozás, — tengerszint feletti magasság szerinti korrekció
Az üzemanyag adagolása
Üzemanyag-elosztó és elektrohidraulikus nyomásállító Az üzemanyag-elosztó tolattyúját a torlasztó-szelepes légmennyiség-mérő mozgatja. Az üzemanyag a tolattyú csatlakozásától az elektrohidraulikus nyomásállítón, a nyomásszabályozó szelep alsó kamráján, egy fix fojtószelepen és a nyomás-szabályozón keresztül visszafolyik a tartályba. A nyomásállító a terelőlapos fúvóka rendszer elven működik, és elektromos áram vezérli. A fix fojtószeleppel nyomáselosztót képez. A nyomásállító csatlakozói között az elektromos áram erősségének megfelelő nyomáscsökkenés áll be.
Ez az adagolórések nyomáskülönbségeinek és emiatt a befecskendezett üzemanyag mennyiségének változását eredményezi
Keverékillesztés a különböző üzemállapotokhoz
Az egyes üzemállapotok esetén (hidegindítás, melegedés, gyorsulás, alapjárat, teljes terhelés), az üzemanyag-szükséglet nagymértékben eltér a normális értéktől, ezért szükséges a keverékképzés korrigálása. A motor hőmérsékletét és a fojtószelep állását érzékelő további szenzorok alkalmazásával a vezérlőegység jobban ellátja a keverékillesztési (szabályozási) feladatokat, mint a mechanikus befecskendező rendszer. Alapjárati fordulatszám-állító : Az alapjárati fordulatszám-állító a fojtó- szelep megkerülő légcsatornájában van. A forgórész tengelyen lévő forgótolattyú annyira nyitja a megkerülő légcsatornát, hogy a motor terhelésétől függetlenül az alapjárati fordulatszám az előírt értékre beálljon. Elektromos indítószelep, hő — idő kapcsoló : A hő — Idő kapcsoló a motor hőmérsékletétől és az időtől függően úgy vezérli az elektromos indítószelepet, hogy az indítás folyamata alatt, hidegben, a szívóelosztóba lehetőség legyen többlet üzemanyag befecskendezésére (hidegindítási dúsítás)
Az L-Jetronic benzinbefecskendező rendszer Az L-Jetronic egyesíti magában a közvetlen légmennyiség mérés előnyeit az elektronika sajátos lehetőségeivel. A K-Jetronic-hoz hasonlóan valamennyi motorikus változást (kopás, lerakódások az égéstérben, a szelepbeállítások megváltozása) érzékeli ezért tartósan jó kipufogógáz-összetételt biztosít.
Az L-Jetronic rendszer felépítése
Bosch L-Jetronic befecskendező rendszer
Az L-Jetronic rendszerek alacsony nyomású, szakaszos befecskendezésű, hengerenkénti befecskendező szeleppel szerelt, elektronikus vezérlésű keverékképző rendszerek. Lényeges jellemzőjük a motor által beszívott levegő mennyiségének mérésére alkalmazott, „közvetlen” (áramlástechnikai) elven működő mérőkészülék. Az alapkivitelnél a hidegindítási periódushoz szükséges többlet tüzelőanyag mennyiséget külön befecskendező szelepen juttatják be a szívócsőbe. Az L3 változatnál az elektronikus vezérlőegységet és a légmennyiség mérőt közös egységben helyezték el. Az LH változatnál a beszívott levegő mennyiségének azonosítására fizikai elven működő (hőhuzalos vagy hőfilmes) mérőkészüléket alkalmaznak. Ennek előnye a lényegesen kisebb áramlási ellenállás és a tényleges, a sűrűséget is figyelembe vevő tömegmérés
A Bosch L-Jetronic rendszer elvi felépítése
A motor pillanatnyi üzemállapotának azonosítására az egyes érzékelők (jeladók) által feszültségjelek formájában szolgáltatott információk állnak rendelkezésre. Az alkalmazott érzékelők: • légmennyiség mérő, • motor fordulatszám érzékelő, • motor hőmérséklet érzékelő, • beszívott levegő hőmérséklet érzékelő, • fojtószelepállás kapcsoló
Tüzelőanyag ellátás
a) Általános visszafolyásos rendszer, b) Visszafolyás nélküli rendszer 1 Fuel tank, 2 Electric fuel pump, 3 Fuel filter, 4 Pressure line, 5 Fuel-pressure regulator, 6 Injectors, 7 Fuel rail (continuous flow), 8 Return line, 9 Fuel rail (no return flow).
Az L-Jetronic tüzelő-anyag rendszere
A benzintartályban vagy a tápvezetékben elhelyezett, elektromos működtetésű tüzelő- anyag szivattyú juttatja el a benzint megfelelő nyomáson a befecskendező szelepekhez. A befecskendezett tüzelőanyag mennyiségét a vezérlőegység a szelepek nyitvatartási idejével módosítja. A tüzelőanyag rendszer elemei: a benzinszivattyú, a szűrő, az elosztócső, a nyomásszabáylyozó, a befecskendező szelepek és a hidegindító szelep. A levegő-beszivó rendszer elemei: a légszűrő, a légmennyiség mérő, a fojtószelep és a szívócső a szívószelepekkel. Az elosztócső végén elhelyezett nyomásszabályozó 2,5-3,0 bar nyomást állít be az elosztócsőben és ezáltal a befecskendező fúvókáknál. A szabályozó szelep a szívótér pillanatnyi nyomása és a befecskendező tüzelőanyag nyomása közötti különbséget tartja az előre beállított, állandó értéken. A szivattyú által feleslegesen szállított tüzelőanyagot a nyomásszabályozó szeleptől a benzintartályba vezetik vissza. Az elosztócső tárolási feladatot is ellát.
A tápszivattyú továbbra is görgőcellás 1 – Szívóoldal 2 – Nyomáshatároló szelep 3 – Görgőcellás szivattyú 4 – Motor forgórész
5 – Visszacsapó szelep 6 – Nyomóoldal 7 – Forgótárcsa 8 – Görgő
9 – Szivattyúház
Forrás: Bosch
Finomszűrő 1 – Papírszűrő 2 – Szitaszűrő 3 – Támasztólap
Forrás: Bosch
Nyomásszabályzó Forrás: Bosch
1 – Tüzelőanyag bevezetés 2 – Visszafolyás
3 – Lapszelep 4 – Szeleptartó 5 – Membrán 6 – Nyomórugó
7 – Szívócső csatlakozás
Befecskendező szelep 1 – Szűrő 2 – Villamos csatlakozó
3 – Tekercs 4 – Nyomórugó 5 – Vasmag 6 – Szeleptű
7 – Befecskendező csap
Hidegindító szelep Forrás: Bosch
1 – Villamos csatlakozó
2 – Tüzelőanyag-bevezetés 3 – Vasmag 4 – Tekercs 5 – Örvényfúvóka
6 – Szelepülés
A levegőrendszer főbb szerkezeti elemei, felépítése és működése
1 – Levegőszűrő 2 – Légnyelésmérő 3 – Levegőhő-mérséklet érzékelő 4 – Fojtószelep
Forrás: Bosch
5 – Pótlevegő tolattyú 6 – Alapjárati keverékösszetételállító csavar 7 – Alapjárati fordulatszámállító csavar
Levegő-rendszer
A különleges kialakítású házban a torlószelep mozgásával arányos a beszívott levegőmennyiség. A torlószelep helyzetét a levegőáram és a torlószelep rugójának egyensúlyi helyzete határozza meg. A torlószelep tengelyére a potenciométer kapcsolódik, amely az elektronikus vezérlőegységhez jutó feszültséget változtatja meg. A torlószeleppel együtt mozog a csillapítószelep, amely a szívócső nyomáslengéseit csillapítja, felülete megegyezik a torlószelepével, a mögötte levő térfogat meghatározott méretű. A torlószelepre rugóterhelésű visszacsapó szelepet szereltek. Ennek feladata, hogy egy esetleges visszaáramlásnál (rendellenes gyújtás esetében) a szerkezet ne sérüljön meg. Az alapjárathoz szükséges pótlevegő csavarral szabályozható. A levegőhőmérséklet-érzékelő a levegőfogyasztásmérő-házba a torlószelep elé van beépítve. A pótlevegő-dugattyú azonos kialakítású, mint a K-Jetronic-é
Levegő-rendszer
A motor által beszívott levegő mennyisége a fordulatszám mellett a másik alapvető jellemzője a motor pillanatnyi terhelési állapotának. A billenő- (torlasztó-) lapátos légmennyiség mérőn keresztül halad a motor által szívott teljes levegő mennyiség. Az alapjárati keverési arányt a légmennyiség mérő megkerülő vezetékében lévő csavarral lehet beállítani. A rendszer tartalmaz pótlevegő tolattyút és láthatóan még hidegindító befecskendező szelep is van. Ezt a későbbi rendszereknél már elhagyják. A dupla lapát a csillapítás miatt
Torlócsappantyús légnyelésmérő
1 – Érintkezőpálya
2 – Érintkező (csúszka) 3 – Fogazott rugóerő állító 4 – Visszatérítő rugó 5 – Potenciométer ellenálláshálózata Forrás: Bosch
Felépítése és működése
1 – Alapjárati keverékösszetételállító csavar 2 – Megkerülő csatorna 3 – Torló-csappantyú
4 – Kiegyenlítő-csappantyú 5 – Csillapítókamra
Forrás: Bosch
Jelleggörbéje
1 – Csúszkapálya 2 – Vezetőrács Forrás: Bosch
A jeladó belső kapcsolási lehetőségei
Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár
Levegő-hőmérséklet jeladó
1 – Levegő-hőmérséklet jeladó QL – Levegő térfogatáram
Forrás: Bosch
Forrás: Bosch
Pótlevegő tolattyú Forrás: Bosch
1 – Villamos csatlakozó 2 – Fűtőtekercs 3 – Bimetáll 4 – Forgó blende
Forrás: Bosch
1 – Kivágott ablak 2 – Levegőcsatorna 3 – Forgó blende 4 – Tengely 5 – Villamos fűtés
Forrás: Bosch
Motorfordulatszám jel
1 – Gyújtáselosztó
2 – Elektronikus irányítóegység
Forrás: Bosch
Motorhőmérséklet jeladó
Forrás: Bosch
1 – Elektromos csatlakozó 2 – Ház 3 – Érzékelő ellenállás
Forrás: Bosch
Fojtószelep kapcsoló
1 – Teljes-terhelés kapcsoló 2 – Kapcsolóbütyök 3 – Tengely
4 – Alaphelyzet kapcsoló 5 – Elektromos csatlakozó
Forrás: Bosch
Időzített hőmérsékletkapcsoló Forrás: Bosch
1 – Elektromos csatlakozók
2 – Ház 3 – Bimetáll 4 – Fűtőtekercs 5 – Érintkező
L2 - JETRONIC (DIGIJET)rendszer
A DIGIJET rendszereket jellemzően a VW gépkocsikban használják. A DIGIJET elnevezést a VW-nél alkalmazzák, a Bosch terminológiában az L2 elnevezés terjedt el. A DIGIJET rendszer hengerenkénti, elektronikus vezérlésű befecskendező rendszer, amely a befecskendezendő üzemanyag alapmenynyiségét a beszívott levegő térfogat- árama alapján határozza meg. A légmennyiséget torlócsappantyús (billenőlapos) légnyelés mérővel mérik. Az alapmennyiség kiszámításához a levegőmennyiség mellett a másik alapjel a fordulatszám. A hidegindításhoz szükséges többlet üzemanyagot a befeeskendező szelepek járulékos működtetésével érik el A rendszer felépítése: A tüzelőanyag tartályból a villamos tápszivattyú juttatja a benzint az elosztócsőbe. A nyomásszabályozó a rendszernyomást állandó értéken tartja. A befecskendezett mennyiség a szelepek nyitvatartási idejével változtatható. A tüzelőanyag rendszer elemei: villamos táp- szivattyú, szűrő, elosztócső, nyomásszabályozó, befecskendező szelepek. A levegő rendszer részei: légszűrő, légnyelés-mérő, fojtószelep, szívócső.
L2 - JETRONIC (DIGIJET)rendszer
A rendszer a következő bemenő jeleket használja: • motor fordulatszám • beszívott levegő térfogatáram • motor hűtőfolyadék hőmérséklet • beszívott levegő hőmérséklet • fojtószelep helyzet • indítózás jelzés • keverék összetétel
A rendszer beavatkozó szervei a következők: • befecskendező szelepek • tápszivattyú relé • pótlevegő szelep vagy • alapjárati szelep A vezérlőegység a befecskendező szelepek nyitási idejét változtatja az üzemállapot-nak megfelelően. Egyes DIGIJET rendszerekben pótlevegő szelepet alkalmaznak, míg más esetben elmozduló reteszes alapjárati szelep gondoskodik a hidegüzemi emelt fordulatszám tartásáról ill. a meleg motor alapjárati fordulatszám stabilizálásáról. Utóbbinál az alapjárati szelep vezérlését különálló elektronika végzi.
L2 - JETRONIC (DIGIJET)rendszer
Tüzelőanyag rendszer
A tápszivattyú által a szűrőn keresztül szállított tüzelőanyag nyomását a rendszernyomás szabályozó tartja 2,0-2,5 bar értéken. A nyomást a szívócső aktuális nyomásához kell állandó értéken tartani, ezt biztosítja a szabályozót a szívócsővel összekötő vákuumvezeték. A felesleges tüzelőanyag a tartályba áramlik vissza. Az elosztócső nyomástárolási és kiegyenlítési feladatot is ellát. Térfogata a munkaciklusonként befecskendezett tüzelőanyaghoz képest olyan nagy, hogy a szelepek nyitása miatt számottevő nyomásingadozás ne alakuljon ki. A befecskendező szelepek nagy ellenállásúak, így áramkorlátozásra nincsen szükség. Hidegindításkor a szelepek minden gyújtásimpulzusra nyitnak, így biztosítva a többlet tüzelőanyag mennyiséget. A járulékos tüzelőanyag mennyisége az indítási fordulatszámtól, a motorhőmérséklettől és az indítózás megkezdése óta eltelt időtől függ. A motor beindulása után a hidegjáratási, majd a melegítési periódusban a befecskendezés már csak fordulatonként egyszer történik. A többlet tüzelőanyagot a hidegjáratás alatt a motorhőmérséklet és az eltelt idő, míg melegítéskor már csak a hőmérséklet módosítja
Levegő rendszer
A motor terhelési állapotát a légmennyiségmérő jele alapján határozza meg a vezérlő- egység. A torlócsappantyús légnyelésmérő elforduló lapja potenciométert mozgat, ennek csúszkájáról kerül a 05 V közötti változó feszültségérték a vezérlőegységbe. Az eszköz itt is tartalmaz még egy levegő hőmérséklet érzékelőt és egy megkerülő levegő csatornát az alapjárati keverék összetétel beállításához. A csatornában elhelyezett csavar helyzetének módosításával lehet a keveréket dúsítani ill. szegényíteni
Érzékelők
A fordulatszámjel alapvető a rendszer működése szempontjából mind a befecskendezési idő meghatározásához, mind a befecskendezési folyamat megkezdéséhez. A 12 V-os négyszögjel a gyújtómodul megfelelő kimenetéről kerül a vezérlőegységbe A motor terhelési jele a légnyelésmérőből jut a vezérlésbe A motorhőmérséklet érzékelő NTC ellenállás a hűtővízkörben elhelyezve. Az ellenálláson eső feszültség alapján módosítja a befecskendezési időt a vezérlőegység hidegindításkor, hidegjáratáskor és melegítéskor. A levegő hőmérséklet érzékelő szintén NTC ellenállás, a légnyelésmérőben van elhelyezve. A rajta eső feszültséget méri a vezérlőegység és segítségével korrigálja a befecskendezési időt a levegő sűrűségének megfelelően. A fojtó szelep kapcsoló a valóságban két érintkezőt tartalmaz: az üresjárati és a teljes gáz kontaktust. Az érintkezők párhuzamosan vannak kapcsolva, így mind üresjárat, mind pedig teljes terhelés esetén a vezérlőegység testet kap. A keverékösszetételt méri a lambda szonda, feszültségjele 0— 1V között változik. Nem minden DIGIJET rendszer esetében alkalmazzák. Az indítózás jelzésére a gyújtáskapcsoló 50 jelölésü kapcsa használatos. A jel érzékelésekor a vezérlőegység bekapcsolja a tápszivattyút, a fordulatszámjel meglététől függetlenül. A jel felhasználható az indításvezérlés aktiválására is
Beavatkozók
A tápszivattyú relét a vezérlőegység működteti. Indítózáskor ill. a fordulatszám jelek érzékelésekor a relé bekapcsolja a szivatytyÚt, míg ezek hiányában a relé kikapcsol. A pótlevegő szelepet ugyanaz a relés kapcsolás működteti, mint a szivattyÚt. A blende a motorhőmérséklet és az eltelt idő függvényében egyre inkább bezár, így a motor indítás utáni magasabb fordulatszáma is csökken. A befecskendező szelepek impulzusokkal vannak vezérelve. Az impulzusok szélességét a vezérlőegység határozza meg az üzemállapotnak megfelelően. A befecskendezési idő meleg motornál alapjáraton kb. 1,9-2,2 ms
Befecskendező szelepek
Az elektronikus vezérlésű befecskendező szelepeket elektromágnes nyitja ki és tartja nyitva a vezérlőegységtől kapott utasítást (elektromos impulzust) követve. A hengerenkénti befecskendezésnél minden szívócső szakaszban, a szívószelep közelében egy-egy szeleppel. A befecskendező szelep szelepfejében (7.1.8 ábra - 6) szeleptű (7) mozdulhat el, melyhez mágnestekercsben (3) elmozduló lágyvasmag (5) kapcsolódik. A tekercs áram nélküli állapotában a szeleptűt a vasmagon keresztül rugó szorítja a tömített szelepülésre, így a szelep zárt állapotban marad, tüzelőanyag kifolyás nem lehet. Ha a tekercs áramot kap, akkor a szeleptű felemelkedik O,06...O,lO mm-re az ülésből és a tüzelőanyag a célszerűen kialakított réseken át (megfelelő nyomás esetén) porlasztás formájában a szívócsőbe áramlik A szelep nyitvatartási ideje rendszerint 1,5... 18 ms között van. A befecskendező szelepeket speciális kialakítású, gumiból készült közdarab segítségével rögzítik a hengerfejben
Az LH-Jetronic benzinbefecskendező rendszer Az LH-Jetronic az L-Jetronic közeli rokona. A különbséget az ízzószálas légtömegmérő jelenti, amely a motor által beszívott levegőtömeget méri. A mérési eredmény így független a légsűrűségtől, amely a hőmérséklettől és a nyomástól függ.
Bosch LH-Jetronic rendszervázlata
Üzemanyag-ellátás
Az elektromos szivattyú az üzemanyagot a tartályból az üzemanyagszűrőn keresztül a nyomásszabályozóhoz (rugóterheléses membrán) szállítja. A nyomásszabályozó a befecskendező szelep adagolórésénél a nyomáskülönbséget a befecskendezett üzemanyag mennyiségétől függetlenül állandó értéken tartja.
Az üzemi adatok érzékelése
A vezérlőegység számára a fordulatszáminformációkat a gyújtóberendezés szolgáltatja. A hűtővízkörben lévő hőmérséklet-érzékelő méri a motor hőmérsékletét, és a vezérlőegység számára elektromos jellé alakítja. A fojtószelep-kapcsoló jelzi a fojtószelep “alapjárat” és “teljes terhelés” állásait a motor vezérlése céljából a vezérlőegységnek, hogy az egyes üzemállapotokban a különböző optimalizációs kritériumok rendelkezésre álljanak. A vezérlőegység érzékeli a hálózati feszültség ingadozásait, és az emiatt bekövetkező szelepkésést a befecskendezési idő helyesbítésével egyenlíti ki.
Izzószálas légtömegmérő
A beszívott légáramot egy fűtött platina huzal (izzószál - 70µm) mellett vezetik el. A fűtött huzal elektromos hídkapcsolás része; a rajta átfolyó áram a beszívott levegőénél állandó értékkel magasabb hőmérsékleten tartja. A szükséges fűtőáram szolgál a motor által beszívott légtömeg mértékéül. Ez feszültségjellé alakítva a vezérlő- egység a fordulatszámmal együtt mint fontos bemenő mennyiséget feldolgozza. Az izzószálas légtömegmérőben elhelyezett hőmérséklet-érzékelő gondoskodik arról, hogy a kimenőjel ne függjön a beszívott levegő hőmérsékletétől. Alap- járatban a levegő/üzemanyag viszony potenciométerrel állítható be. Az izzószál felületén lerakódó szennyeződés megváltoztathatja a kimenőjelet, ezért az izzószálat a motor minden egyes megállása után rövid ideig túlizzítják, és ezzel a szennyeződést leégetik. Az izzószálas légtömegmérőnek nincs mozgó alkatrésze és csak kis áramlási ellenállást jelent a szívócsatornában.
Az üzemanyag adagolása
Az elektromágneses befecskendező szelep az üzemanyagot a motor szívószelepeihez fecskendezi. Minden hengerhez tartozik egy mágnes-szelep, amely minden forgattyústengelyfordulatnál egyszer működik. A kapcsolás egyszerűsítése végett az összes mágnesszelepet elektromosan párhuzamosan kapcsolták. Ha az üzemanyagnyomás és a szívócsőnyomás közötti különbséget 2,5 vagy 3,0 bar értéken állandónak tartjuk, akkor a befecskendezett üzemanyag-mennyiség csak a szelep nyitvatartási idejétől függ. Az ehhez szükséges vezérlőimpulzusokat az elektronikus vezérlőegység szolgáltatja, amelyek időtartama a beszívott légmennyiségtől, a motor fordulatszámától és más bemenő adattól függ. Ezeket az egyéb adatokat a szenzorok érzékelik, és a vezérlőegységben dolgozzák fel.
Keverékillesztés különböző üzemállapotokhoz
A szokásos üzemállapotokban (hidegindítás, melegedés, gyorsulás, alapjárat, teljes terhelés) az üzemanyag -szükséglet nagymértékben eltér az átlagos értéktől, ezért szükség van a keverékképzés korrigálására. Fojtószelep-kapcsoló A fojtószelep-kapcsolónak a fojtószelep végállásának az érzékelésére két kapcsolóérintkezője van. Ezek zárt (alapjárat) vagy teljesen nyitott fojtószelepnél (teljes terhelés) az elektronikus vezérlő- egységnek kapcsolójelet adnak. Alapjárati fordulatszám állító Az alapjáratszabályozással az alapjárati fordulatszám csökkenthető és stabilizál- ható. Ebből a célból az alapjárati fordulatszámállító kinyit egy megkerülővezetéket a fojtószelephez és a motor több vagy kevesebb levegőt kap. Mivel az izzószálas légtömegmérő érzékeli a pótlevegőt is, ezért a befecskendezendő üzemanyag-mennyiség is kívánság szerint változik. A motor hőmérséklet-érzékelője Ez egy hőmérsékietfüggő ellenállás, amely a melegedési keverékdúsítást vezérli. Kiegészítő funkciók A motorféküzemben (tolóüzemben) hatásossá váló tolóüzemi kikapcsolássai takarítható meg üzemanyag és a károsanyag-emisszió csökkenthető, valamint a maximálisan megengedhető fordulatszám korlátozható.
Lambda-szabályozás
Az elektronikus vezérlőegység a lambda-szonda jelét az előírt értékkel hasonlítja össze. Az eredményül kapott jellel kétpontos szabályozót vezérel. Az összehasonlítás eredményétől függően a túl szegény keveréket dúsítja a túl dús keveréket pedig szegényíti. Az üzemanyag -adagolást a befecskendezőszelep nyitási időtartamának változtatásával befolyásolják.
Egy kis ismétlés
A légfelesleg tényező jellegzetes értékei
A Lambda-szonda felépítése és működése
Péda : Ugrás jelű fűtött λ-szonda 1. Az ábrán látható szonda: LSH típusú fűtött szonda
kettő a négy kábelből PTC fűtőelem szondafeszültség mV-ban 1000
aktív szondakerámia
800 600
2.Hogyan változik meg a szonda feszültsége, ha a keverékben Levegőhiány van
800 - 1000 mV
Légfelesleg van
kb. 100 mV
400 200 0
1
....
légfelesleg tényező
Mono-Jetronic benzinbefecskendező rendszer
A Mono-Jetronic benzinbefecskendező rendszer A Mono-Jetronic eletronikusan vezérelt befecskendező berendezés, amelyben a fojtószelep előtt, központban elhelyezett egyetlen elektromágneses befecskendező szelep időszakosan fecskendezi be az üzemanyagot, az egyes hengerhez tartozó külön befecskendező szelep helyett mint a K az L-Jetronic és a Motronic befecskendező rendszerek esetében. Az üzemanyagelosztás az egyes hengerekhez a porlasztóhoz hasonlóan, a szívócső segítségével történik. .
Mono-Jetronic rendszer áttekintés
Üzemanyag-ellátó rendszer
Az üzemanyagot a tartályban elhelyezett elektromos üzemanyag szivattyú a szűrőn keresztül a fojtószelepházzal és a hidraulikarésszel egybeépített központi befecskendező egységbe szállítja. A hidraulika-rész tartalmazza az elektromágneses befecskendező szelepet és a (rendszer) nyomás-szabályozót, amely a befecskendező szelep adagolójánál a nyomáskülönbséget — a befecskendezett üzemanyag mennyiségtől függetlenül — állandó értéken tartja.
Nyomásszabályozó
Az elpárolgó üzemanyag visszanyerése
Az aktívszéntartó felépítése
Az üzemi adatok érzékelése
Különböző érzékelők figyelik” a motor összes lényeges üzemi értékét, és ezekről jelet továbbítanak a vezérlőegységnek. A gyújtóberendezés adja a a fordulatszámra vonatkozó jelet Ha a fojtószelep a gázpedál lenyomása következtében kinyílik, akkor az a motor számára meghatározza a kívánt munka- pontot. A munkaponthoz tartozó levegő- szükségletet a fojtószelepállás (amelyet a fojtószeleppotenciométer érzékel) és a fordulatszám határozza meg.
A fojtószelep potenciométer
- A teljes terhelési dúsításhoz és a tolóüzemi kikapcsoláshoz szükséges a “teljes terhelés’, illetve az “alapjárat” üzemállapot ismerete, hogy ezen üzemállapotok különböző optimalizálási kritériumai számíthatók legyenek. A fojtószelep-potenciométer érzékeli a mindenkori fojtószelepállást, ily módon a motor terhelés- és fordulatszámváltozásainak megfelelő üzemanyag-adagolás lehetővé válik. - A nagyobb szögfelbontásra alapjárat és kis terheléses üzemben van szüksége a rendszernek, mert itt ±1,5°-os változás kb. 17%-os levegő mennyiség változásnak felel meg
Az üzemi adatok érzékelése
A motor hőmérséklete jelentősen befolyásolja az üzemanyagszükségletet. A hűtő- folyadék-körben lévő hőmérséklet-érzékelő méri a motorhőmérsékletet, és a vezérlőegységnek elektromos jelet ad. A beszívott levegő sűrűsége függ a hőmérsékletétől. E hatás figyelembevétele céljából a központi befecskendező egység szívócsatornájába hőfokérzékelőt helyeztek el, amely a vezérlőegységnek jelzi a beszívott levegő hőmérsékletét. Az elektromágneses befecskendező szelep meghúzási és elengedési ideje függ az akkumulátor feszültségétől. A szelepkésés kiegyenlítése céljából a vezérlőegység megváltoztatja a befecskendezési időt, és Így korrigálja a feszültségingadozásokat.
Az üzemi adatok érzékelése
A motor hőmérséklete jelentősen befolyásolja az üzemanyagszükségletet. A hűtő- folyadék-körben lévő hőmérsékletérzékelő méri a motorhőmérsékletet, és a vezérlőegységnek elektromos jelet ad. A beszívott levegő sűrűsége függ a hőmérsékletétől. E hatás figyelembevétele céljából a központi befecskendező egység szívócsatornájába hőfokérzékelőt helyeztek el, amely a vezérlőegységnek jelzi a beszívott levegő hőmérsékletét.
Az üzemi adatok feldolgozása
A digitális elektronikus vezérlőegység feldolgozza a kapott jeleket, ás kiszámítja belőlük a szükséges befecskendezési időt, amelytől a befecskendezendő üzemanyagmennyiség függ. A vezérlőegység mikroszámítógépből program- és adattárolóból, valamint analógdigitális átalakítóból áll. A befecskendezési alapídő-tartamot a fojtószelepszögre és a fordulatszámra vonatkozó adatokból határozza meg. Ehhez a memóriában egy adathalmaz, 15 lehetséges fojtószelepszögből és 15 lehetséges fordulatszámértékből képzett jelleggörbe sereg áll rendelkezésre. 225 szelepszög- és fordulatszám-variáció a λ=1‚0 értéknek megfelelő befecskendezési időket tartalmazza. Erre a 15 x 15 támpontos alap-jelleggörbe-felületre szuperponáltak egy 8 x 8 támpontos adaptációs felületet. A programban szerepel egy adaptációs algoritmus is arra az esetre, ha az alap-jelleggörbe-felülettel meghatározott eltérésnél nagyobb fordulna elő a motor működése folyamán. Ily módon válik lehetővé a motor, valamint a befecskendező egység pontatlanságainak és a működési körülményekben bekövetkező eltéréseiknek a kompenzálása.
Az üzemanyag adagolása
Abból a célból, hogy az egyes hengerek keverékellátása azonos, valamint a keverékképzés homogén legyen, a befecskendező-szelepet a fojtószelep felett a beszívott légáramban helyezték el. A vezérlő- egység a befecskendező impulzusokat a gyújtóimpulzusokkal szinkronizálva oldja ki. A homogén keverék érdekében 6 darab radiálisan elhelyezett, ferdén haladó furat kúp formájú szórásképet hoz létre. Az üzemanyag porlasztása ütközési és örvénylési műveletek kombinációjának az eredménye. A szelep befecskendező szögét úgy képezték ki, hogy az üzemanyag egyenesen a ház és a fojtószelep közötti sarló alakú résekbe hatoljon be.
Keverékillesztés különböző üzemállapotokra Hidegindítás: Abból a célból, hogy hidegindításkor a hideg szívócső csőfalakon bekövetkező üzemanyag-lecsapódás miatt fellépő keverékszegényedés kiegyenlíthető legyen, és a hideg motor elinduljon, az indításkor a befecskendezési időmegnövelésével több üzemanyagot kell befecskendezni. Indítás utáni és melegedési szakasz: A melegedési dúsítás során a többletüzemanyag befecskendezése a motor egyenletes járását és kifogástalan felfutását eredményezi minden hőmérsékleten, az üzemanyag-fogyasztás minimális szinten tartása mellett. Az alapjárati fordulatszám vezérlése: A befecskendezőegységben a fojtószelepállító emeltyű segítségével vezérli a fojtószelep nyílását, ás több levegőt vezet a motorba. Ennek következtében a hideg motor annyi levegőt kap, hogy a szükséges alapjárati fordulatszám a megnövekedett súrlódás ellenére beáll. Mivel a fojtószeleppotenciométer a fojtószelep megváltozott állását érzékeli, megváltozik a befecskendezett üzemanyag-mennyiség is ugyanakkor az alapjárati kipufogógázemisszió állandó marad. Részterhelés: A részterhelés-tartományban a MonoJetronic a levegő/üzemanyag keveréket a legkisebb kipufogógáz-emisszióra illeszti a λ = 1,0 tartományban. Teljes terhelés: Teljes terhelésnél a befecskendezés tartama alatt szükséges üzemanyag-dúsítás mértékét a motortól függően programozzák a vezérlőegységbe. A vezérlő- egység a fojtószelep-potenciométer segítségével kapja az információt a fojtó- szelep állásáról. Gyorsítás: A megfelelő átmeneti tulajdonságok céljából dúsítani kell az üzemanyagot a gyorsítás folyamán. A vezérlóegység a fojtószelep-potenciométer jeléből felismeri a gyorsítást. A dúsítás mértéke a motor hőmérsékletétől ás a fojtószelep mozgásától függ.
Kiegészítő funkciók Tolóüzem (motorféküzem) : Tolóüzemben az üzemanyagbevezetés megszüntetésével lejtmenetben az üzemanyagfogyasztás és a kipufogógáz-emisszió érzékelhetően csökken. Fordulatszám-korlátozás : A motor a maximálisan megengedett fordulatszám korlátozása érdekében további üzemanyagot nem kap. Adaptív alapjárat-szabályozás: Az adaptív alapjáratszabályozás segítségével az alapjárati fordulatszám csökkenthető és stabilizálhatá, valamint pontos fordulatszámalakulás érhető el a motor hőrnérsékletétől függően. Ez úgy történik, hogy a fojtószelep-állító kinyitja a fojtószelepet, és a motorhoz több vagy kevesebb levegőt juttat, a pillanatnyi alapjárati fordulatszámnak az előírt fordulatszámhoz képest tapasztalt eltérésétől függően. A vezérlőegység a fojtó- szelepállító részére a motor fordulatszámától és hőmérsékletétől függő jelet ad a fojtószelep állításához. Ez a rendszer nem igényel karbantartást, mert alapjáratban sem a fordulatszámot, sem a keveréket nem kell beállítani és az adaptív vezérlőfunkciók üzem közben gondoskodnak a szükséges módosításról.
Bosch Mono-Jetronic befecskendező rendszer (pl. Suzuki)
A Mono-Jetronic rendszer alacsony nyomású, szakaszos befecskendezésű, egy központi befecskendező fúvókával szerelt, elektronikus vezérlésű keverékképző rendszer. A fojtószelep előtt létrehozott benzin-levegő keveréket a szívócső osztja el az egyes motorhengerek között. Ebben a vonatkozásban hasonlít a karburátoros motorkonstrukciókhoz, magában hordozva a nem kifogástalan keverékelosztás problémakörét. Egyszerűségénél fogva elsősorban a szerényebb kivitelű 3- és 4-hengeres motoroknál alkalmazták. Az emissziós követelmények szigorítása miatt alkalmazása a mai modelleknél már visszaszorult
A rendszer felépítése
A Bosch MonoJetronic befecskendező rendzszere alapkivitelben is rendelkezik minden olyan funkcióval, melyek a motor valamennyi üzemállapotában megfelelő működtetést biztosítanak és a minimális kipufogógáz-emisszió eléréséhez a keverési arányt állandóan az optimális λ=1 érték közelében tartják.
A vezérlési rendszer alapvető jellemzői:
A motor által beszívott levegőmennyiség meghatározása két alapjelből,
a motor fordulatszámából és a fojtószelep nyitásának mértékéből történik.
Tehát nincs közvetlen légmennyiség mérés, ezért a fojtószelep szögállását igen nagy pontossággal kell meghatározni, különösen az alapjárati és a terhelés nélküli üzemállapotokban. Az alapjárat szabályozása elektromotorral működtetett fojtószelep-állító szerkezettel történik, tehát nincsenek olyan by-pass körök kialakítva, melyek megkerülő úton szabályozzák az alapjárat fenntartásához szükséges légmennyiséget. A tüzelőanyag bevezetése egyetlen, központi elhelyezésű, elektromágnes működtetésű befecskendező szelepen át történik. A mindenkori befecskendezett mennyiséget a szelep nyitvatartási idejének hossza határozza meg. A kipufogócsőben elhelyezett oxigénérzékelő (lambda-szonda) visszacsatolásos szabályozást tesz lehetővé a λ=1 légfelesleg tényező pontos tartása érdekében
