Praktická dílna. Vstřikovací systémy zážehových motorů. utoexper. Servis Podvozek Organizace práce. Motor Systémy a příslušenství. Automobil od A do Z

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Automobil od A do Z

Servis

Podvozek

Organizace práce

Motor

Systémy a příslušenství

Bezpečnost a hygiena práce

Geometrie

Nářadí a vybavení dílen

Paliva a maziva

Diagnostika a měření

Elektr. zařízení, elektronika

Praktická dílna Vstřikovací systémy zážehových motorů

č er 4 ervv en 200 2004

A ut oEXPER T utoEXPER oEXPERT

1

P R A K T I C K Á

D Í L N A

vstřikovací systémy

Vstřikovací systémy zážehových motorů

Na začátku roku jsme se v příloze AutoEXPERTU začali zabývat elektronikou a elektronickými systémy motorových vozidel. V dubnu a květnu jsme vzhledem k tematickému zaměření celého AutoEXPERTU zařadili dvě přílohy popisující nabídku svařovacích zdrojů. Nyní se již vracíme k původnímu zaměření praktické dílny.

H

lavním úkolem zařízení na přípravu směsi je dodávka paliva ve správném množství a jeho perfektní smísení se vzduchem v přesném poměru tak, aby celý dopravený objem paliva byl dokonale spálen při okamžitých provozních podmínkách spalovacího motoru. Směšování musí být navíc ply-

obohacována celá směs. Proto se začalo pracovat na zlepšení celého systému přípravy směsi a vývoj zavedl výrobce k aplikaci vstřikování paliva. Při vstřikování paliva bezprostředně před sací ventil se každému válci přiděluje přesné množství paliva podle množství právě nasávaného vzduchu.

Základní vstřikovací zařízení pro zážehové motory se podle historického vývoje a využití v principu omezují na dva systémy, které lze přímo ve vozidlech nalézt ve velkém počtu různých variant: ● vstřikování nepřerušované, např. K-, KE-Jetronic; ● vstřikování přerušované, např. L-, LE- a LH-Jetronic. Tato označení, pocházející původně od společnosti Bosch, navíc mezitím přešla do obecné slovní zásoby, a proto je v dalším textu budeme používat bez uvozovek.

N epř er ušo epřer erušo ušovv ané v s tř ik o v ání třik iko P opis funk ce funkce a př ehled sy s témů a př přehled sys

nule přizpůsobitelné proměnným podmínkám provozu (akcelerace, decelerace, volnoběh, zatížení). Stále se zvyšující požadavky na jízdní komfort, hospodárnost provozu a snižování škodlivých emisí dnes ovšem kladou takové nároky, které již běžné karburátory nemohou splňovat. V zařízeních tohoto typu se v důsledku procesů odměšování a kondenzace paliva na stěnách sacího potrubí dostávala k jednotlivým válcům směs různého složení. Pro obohacení směsi i nejhůře zásobovaného válce byla příslušně

2

autoEXPERT oEXPER T utoEXPER oEXPERT Aut

Sací kanály bylo navíc možné konstruovat tak, aby se dosahovalo co nejpříznivějšího proudění vzduchu, aniž by bylo nutné brát ohledy na výše uvedené efekty při plnění válců směsí připravenou v karburátoru. Konstrukční zásahy tak přinesly dokonalejší plnění a rovnoměrnější rozdělování vzduchu na jednotlivé válce. V provozních parametrech motoru to znamená vyšší točivý moment, účinnější využití paliva a tím snížení jeho spotřeby, které s sebou nese snížení hodnot škodlivin výfukových plynů.

Funkce systémů vstřikování je dobře popsána na obrázku na následující straně, který znázorňuje nepřerušované vstřikování K-Jetronic. Elektrické palivové čerpadlo (3) čerpá palivo z nádrže (2) přes zásobník paliva (4) a palivový filtr (5) do regulátoru směsi (1). Regulátor tlaku (6) udržuje v systému konstantní tlak paliva, který se u většiny systémů pohybuje kolem 0,5 MPa. Přebytečné množství načerpaného paliva se zpětným vedením vrací zpět do nádrže. Pomocí tepelného regulátoru (8) se podle teploty motoru mění řídicí tlak, který působí na řídicí píst (9). Vychýlení clony (10a) v přívodu měřiče množství vzduchu (10) působí prostřednictvím množství nasávaného vzduchu proti řídicímu tlaku. Při chodu zahřátého motoru se tak ještě dodatečně reguluje

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

Obr. 1. Schéma systému K−Jetronic. 1 1b 2 3 4 5 6 7

množství paliva, které propouští řídicí píst v rozdělovači paliva (1b) na jednotlivé vstřikovací ventily (7). Je-li motor zahřátý na provozní teplotu, je řídicí tlak konstantní (asi 0,37 MPa). Vstřikované množství paliva je tak přímo úměrné množství nasávaného vzduchu a je ří-

– – – – – – – –

regulátor směsi rozdělovač množství paliva palivová nádrž elektrické palivové čerpadlo zásobník paliva palivový filtr regulátor tlaku vstřikovací ventily

zeno prostřednictvím vychýlení clony měřiče množství nasátého vzduchu, která pomocí pákového systému aktivuje řídicí píst. Při studeném startu se pomocí přídavného vzduchového ventilu (11) k motoru přivádí dodatečné množství vzdu-

D Í L N A

8 – regulátor chodu zahřátého motoru 9 – řídicí píst 10 – měřič množství vzduchu 10 a – clona průřezu 11 – ventil přisávání vzduchu 12 – ventil pro studený start 13 – teplotní časový spínač

chu pro zvýšení volnoběhu (do prostoru škrticí klapky). Ventil pro studený start (12) vstřikuje během fáze startování do sacího systému časově omezené dodatečné množství paliva. Tím se usnadňuje spuštění motoru a kompenzují ztráty paliva způsobené kondenzací na studeném povrchu sacího potrubí. Tento ventil je ovládán pomocí elektricky ohřívaného teplotního časového spínače (13).

K ons tr ukční díly onstr trukční a je jich funk ce v sy s tému a jejich funkce v sys

Obr. 2. Elektrické palivové čerpadlo. 4 – kotva elektromotoru 1 – sací strana 5 – ventil zpětného rázu 2 – přetlakový ventil 6 – strana tlaku 3 – valivé lamelové čerpadlo

č er 4 ervv en 200 2004

P aliv o v é ččer er padlo (obr. 2) je lameloalivo erpadlo vé čerpadlo, poháněné elektromotorem. Dodává více paliva, než motor ve skutečnosti potřebuje, protože jen tímto způsobem lze při všech provozních podmínkách udržovat v palivovém systému konstantní tlak. Čerpací výkon


3

P R A K T I C K Á

je podle konstrukce čerpadla minimálně 0,75 l.min-1. Řídicí relé dodává palivovému čerpadlu napětí jenom během startu, při běžícím motoru. Nedostává-li toto relé signál ze svorky 1, pak z bezpečnostních důvodů (např. při nehodě) přeruší dodávku proudu, čímž čerpadlo přestane dodávat palivo. Pro snížení hlučnosti se dnes elektrické palivové čerpadlo často umísťuje do nádrže. Je třeba zdůraznit, že při této konstrukci nehrozí nebezpečí výbuchu v důsledku přítomnosti paliva v elektrickém čer padle, resp. v důsledku přítomnosti elektrického čerpadla v nádrži plné benzinu, protože nedochází k vytvoření zápalné směsi ani při spotřebování veškerého paliva z nádrže. Elektrické palivové čerpadlo se používá i u systémů L-Jetronic (a jeho variant) a Motronic. Nelze-li palivové čerpadlo v palivové nádrži vhodně umístit, využívá se mnohdy zapojení předřazeného palivového čerpadla.

D Í L N A

tom je třeba bezpodmínečně dbát na šipku na pouzdru filtru, která jednoznačně ukazuje směr průtoku paliva filtrem. Zanesený, vadný nebo nesprávně namontovaný palivový filtr může být příčinou snížení výkonu motoru nebo jeho nepravidelného chodu, který je způsoben příliš malým množstvím dodávaného paliva.

R egulát or tlak u v sy egulátor tlaku v syss tému (obr. 5) je umístěn v pouzdru rozdělovače množství paliva. Pomocí regulační pružiny reguluje tlak v systému při běžícím motoru na 0,5 MPa. Přebytečné množství čerpadlem dopraveného paliva odtéká přepadem zpátky do nádrže. Při stojícím motoru se tlak opět snižuje pod hodnotu otvíracího tlaku vstřikovacích ventilů. Nesprávný tlak v systému v důsledku netěsností, přítomnosti nečistot nebo příliš malého čerpacího výkonu čerpadla podstatně ovlivňuje složení směsi a tím i chování motoru při provozu vozidla. Při větších odchylkách již

Obr. 4. Palivový filtr. 1 – papírová vložka filtru 2 – sítko 3 – opěrná destička

Obr. 5. Regulátor systémové− ho tlaku paliva, namontovaný na rozdělovači paliva. 1 – tlak systému na přítoku 2 – těsnění 3 – zpětný odtok do nádrže 4 – píst 5 – regulační pružina

Obr. 3. Zásobník paliva – a) prázdný; b) plný. 1 – komůrka s pružinou 5 – objem zásobníku 2 – pružina 6 – usměrňovací plech 3 – doraz 7 – přítok paliva 4 – membrána 8 – odtok paliva

Zásobník paliva (obr. 3) před filtrem snižuje nerovnoměrnosti v čerpaném množství paliva, vyvolané kolísáním tlaku při změně zatížení motoru. Při stojícím motoru udržuje zásobník paliva konstantní tlak v palivovém systému, který umožňuje snadné spuštění motoru. P aliv o vý ffiltr iltr (obr. 4) chrání citlivé soualivo části vstřikovacího systému před nečistotami. V pravidelných intervalech je proto doporučována jeho výměna. Při-

4


motor nelze nastartovat. Tlak v palivovém systému lze jednoduše změřit pomocí tlakoměru.

Vs tř ik o vací vventily entily (obr. 6) nepřeruVstř třik iko šovaně vstřikují palivo (K-Jetronic) do sacího potrubí před sacím ventilem každého válce. Otvírají se při tlaku asi 0,3 až 0,4 MPa. Pomocí kmitání jehly ventilu způsobené pulzováním tlaku, někdy označované jako „bzučení“, je palivo jemně rozprašováno do proudícího nasávaného vzduchu.

Obr. 6. Vstřikovací ventil. a) v klidové poloze b) v pracovní poloze 1 – pouzdro ventilu 2 – filtr 3 – jehla ventilu 4 – sedlo ventilu

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Poklesne-li tlak v systému pod otvírací tlak, např. po zastavení motoru nebo v důsledku nedostatečného zásobování palivem, musí se vstřikovací ventily těsně uzavřít. Těsnost uzavření se zpravidla kontroluje tlakovou zkouškou, ale i vizuálně.

Obr. 7. Měřič množství nasávaného vzduchu. 1 – nasávaný vzduch 5 – řídicí píst 2 – řídicí tlak 6 – konzola se štěrbinou 7 – rozdělovač množství paliva 3 – přívod paliva 4 – přidělené množství paliva 8 – měřič množství vzduchu

Obr. 8. Konzola se štěrbinou a řídicím pístem. a) klidová poloha b) částečné zatížení c) plné zatížení 1 – řídicí tlak 4 – řídicí hrana 2 – řídicí píst 5 – přívod paliva 6 – konzola štěrbiny 3 – řídicí štěrbina v konzole

Obr. 9. Tlak v systému a řídicí tlak. 1 – účinek řídicího tlaku (hydraulická síla) 2 – tlumicí škrticí ventil 3 – vedení k regulátoru chodu zahřátého motoru 4 – oddělovací škrticí ventil 5 – palivo se systémovým tlakem (čerpací tlak) 6 – účinek síly vzduchu

č er 4 ervv en 200 2004

R egulát or směšo vání zajišťuje přiegulátor směšování dělení dávky paliva podle vychýlení clony průřezu měřiče množství nasávaného vzduchu. To je provedeno prostřednictvím řídicího pístu v rozdělovači množství paliva pro jednotlivé vstřikovací ventily (obr. 7). Proud vzduchu nasávaného do motoru zvedá clonu v závislosti na volném průřezu otevření vzduchového trychtýře. Prostřednictvím pákového systému působí clona v měřiči množství vzduchu na řídicí píst (obr. 8). Přesné nastavení je umožněno šroubem pro nastavování směsi. Řídicí tlak, regulovaný pomocí regulátoru chodu za tepla v závislosti na teplotě motoru, působí proti síle pákového mechanismu clony. Čím více se vysune řídicí píst podle nasávaného množství vzduchu, tím více paliva se přiděluje vstřikovacím ventilům. Řídicí tlak tak reguluje složení směsi. Ten je od tlaku v systému oddělen oddělovacím škrticím ventilem (4) (obr. 9). U studeného motoru je hodnota řídicího tlaku asi 0,05 MPa. Tato vyvolávaná malá síla působí prostřednictvím řídicího pístu proti nasávanému vzduchu, a proto dochází ke zvýšení dávky vstřikovaného paliva (obohacování při chodu za tepla). Protože se řídicí tlak zvyšuje s narůstající teplotou motoru, snižuje se i obohacování a dosáhne-li motor provozní teploty, činí řídicí tlak asi 0,37 MPa. Tlumicí škrticí ventil (2) zabraňuje příliš silnému kmitání clony v důsledku pulzování nasávaného vzduchu. Dovoluje však, při rychlém otevření škrticí klapky, krátké překmitnutí vzdouvací klapky. Tím se krátkodobě zvětší i vstřikované množství paliva a je dosaženo obohacení při akceleraci. Při zastaveném motoru zabraňuje uzavírací ventil ve zpětném odtoku ztrátě tlaku v okruhu řídicího tlaku.


5

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Obr. 10. Regulátor systémového tlaku s nárazovým ventilem v okruhu řídicího tlaku. a) v klidové poloze b) v pracovní poloze 1 – přívod tlaku v systému 4 – nárazový ventil 2 – zpětný odtok do nádrže 5 – přívod řídicího tlaku od regulátoru chodu 3 – píst regulátoru tlaku v systému zahřátého motoru

Obr. 11. Regulátor chodu zahřátého motoru. a) u studeného motoru 1 – membrána ventilu 2 – zpětný odtok paliva do nádrže 3 – řídicí tlak od regulátoru směšování

b) u motoru zahřátého na provozní teplotu 4 – pružina ventilu 5 – bimetal 6 – elektrické topení

Obr. 12. Regulátor chodu zahřátého motoru s membránou pro plné zatížení. a) při volnoběhu nebo neúplném zatížení b) při plném zatížení 1 – elektrické topení 6 – řídicí tlak od rozdělovače množství 2 – bimetal 7 – pružiny ventilu 3 – přípojka podtlakového vedení od sacího 8 – horní zarážka potrubí 9 – odvětrání 4 – membrána ventilu 10 – membrána 5 – zpětný odtok do nádrže 11 – dolní zarážka

Tento ventil je integrován v regulátoru systémového tlaku (obr. 10). Možné závady zde mohou být vyvolány netěsnostmi přípojky vedení, uzavíracího ventilu nebo vadným regulátorem chodu zahřátého motoru.

6


R egulát or chodu zahř átého mo egulátor zahřátého mott or u (obr. 11) je namontován na motoru a ohřívá se jeho teplem, ale i elektricky. Ve studeném stavu tlačí bimetalová pružina na pružinu ventilu (obr. 11a). Tím se zmenšuje síla pružiny působící

na membránu, a ta do zpětného odtoku propouští více paliva. S postupným ohříváním se zmenšuje síla působící proti pružině ventilu, dokud řídicí tlak není regulován pouze silou pružiny ventilu (obr. 11b). Zmenšováním pro-

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

D Í L N A

➠

N es pr ávná funk ce můž espr právná funkce můžee být vy těsnos tí v př ípo jce savyvv olána ne netěsnos těsností v přípo ípojce cího po tr ubí, kt er ou je nutno zk onpotr trubí, kter erou zkontr olo vat, pok ud mo olnobětrolo olovat, pokud mott or př přii vvolnoběhu nebo př ení běží přii neúplném zatíž zatížení s př íliš bohat ou směsí. s příliš bohatou

Obr. 13. Rozdělovač množství paliva s diferenčními tlakovými ventily. 1 – přívod paliva 5 – řídicí hrana a řídicí klapka 2 – horní komora diferenčního 6 – pružina ventilu tlakového ventilu 7 – membrána ventilu 3 – vedení ke vstřikovacímu 8 – dolní komora diferenčního ventilu (vstřikovací tlak) tlakového ventilu 4 – řídicí píst

Dif er enční tlak o v é vventily entily v rozDifer erenční tlako dělovači množství paliva (obr. 13 a 14) udržují na řídicích klapkách konstantní úbytek tlaku 0,01 MPa – nezávisle na protékajícím množství paliva. Tento rozdíl tlaků se vytváří účinkem síly pružiny ventilu (6) a membrány ventilu (7). Pomocí konstantního úbytku tlaku se dosahuje vysoké přesnosti regulace množství vstřikovaného paliva. Dolní komory diferenčních tlakových ventilů jsou navzájem propojeny prstencovým vedením a působí v nich tlak v systému. Horní komory jsou spojeny pouze s příslušným vstřikovacím ventilem.

Doplňk o v é součás ti Doplňko součásti ř íz ené elektricky ízené Pomocí v entilu pr pro o sstudený tudený sstt ar t (obr. 15) se při studeném startu vstříkne do společného sacího potrubí dodatečné palivo tak, aby se kompenzovaly ztráty vlivem kondenzace a usnadnilo

Obr. 14. Diferenční tlakový ventil. a) poloha při velkém vstřikovaném množství b) poloha při malém vstřikovaném množství

pouštěcího průřezu membrány ventilu se nastavuje řídicí tlak asi 0,37 MPa. Doba obohacování při studeném startu je s ohledem na požadavky motoru určována dimenzováním elektrického ohřevu.

➠

Př tížích se sspouš pouš těním moPřii po potížích pouštěním t or u nebo př oru přii jeho nepr nepraavidelném oměr u tlakoměr oměru chodu je nutno pomocí tlak zk ontr olo ídicí tlak a jeho změzkontr ontrolo olovat vat řřídicí n y př jící se tteplo eplo tě mo zvyšující eplotě mott or oru. přii zvyšu u. Existují i takové regulátory chodu zahřátého motoru, které regulují řídicí tlak v závislosti na tlaku v sacím potrubí (obr. 12).

č er 4 ervv en 200 2004

V důsledku velkého podtlaku v sacím potrubí (při volnoběhu nebo při částečném zatížení) je membrána (10) vytažena až k horní zarážce (8). Vnitřní pružina ventilu tak silněji tlačí na membránu ventilu, čímž dochází ke zmenšení přetokového průřezu a řídicí tlak se zvyšuje. To vede ke snížení vstřikovaného množství paliva. Při plném zatížení (malý podtlak v sacím potrubí) je membrána (10) přitlačována k dolní zarážce (11), řídicí tlak klesá a dochází k obohacování při plném zatížení. Tato varianta společně s tvarem vzduchového trychtýře podporuje přizpůsobování zatížení u motorů, které v oblasti nízkého zatížení pracují s velmi chudou směsí.

Obr. 15. Ventil pro studený start. 1 – přívod elektrického proudu 2 – přívod paliva s filtračním sítkem 3 – ventil (magnetická kotva) 4 – vinutí magnetu 5 – tryska s vířivým účinkem 6 – sedlo ventilu


7

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Obr. 17. Ventil přídavného vzduchu. 1 – zavírací clona 2 – bimetal 3 – elektrické topení 4 – přívod ovládacího napětí

Obr. 16. Teplotní časový spínač. 1 – přívod elektrického proudu 2 – těleso se závitem 3 – bimetal 4 – topné vinutí 5 – spínací kontakt

se spouštění motoru. Ventil pro studený start je zásobován palivem z regulátoru směšování. Protéká-li vinutím magnetu ventilu (4) proud, pak vyvolané magnetické pole nadzdvihne ventil (3),

Obr. 18. Elektrické zapojení systému K−Jetronic v klidovém stavu. 1 – spínač zapalování 5 – elektrické palivové čerpadlo 2 – ventil pro studený start 6 – regulátor chodu zahřátého 3 – teplotní časový spínač motoru 4 – řídicí relé 7 – ventil přídavného vzduchu

Obr. 19. Doplňkové komponenty pro lambda regulaci. 1 – lambda−sonda 2 – lambda regulátor 3 – taktovací ventil (pohyblivá klapka) 4 – rozdělovač množství paliva 5 – dolní komory diferenčního tlakového ventilu 6 – řídicí štěrbina 7 – oddělovací klapka 8 – přívod paliva 9 – zpětný odvod paliva

8


č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

Obr. 20. Systém KE−Jetronic. 1 – palivová nádrž 2 – elektrické palivové čerpadlo 3 – zásobník paliva 4 – palivový filtr 5 – regulátor tlaku 6 – vstřikovací ventily 7 – směšovací komora 8 – ventil studeného spouštění motoru

9 – rozdělovač paliva 10 – měřič množství vzduchu 11 – elektrohydraulický tlakový ventil 12 – lambda−sonda 13 – teplotní časový spínač 14 – snímač teploty chladicí kapaliny 15 – rozdělovač

16 – ventil přídavného vzduchu 17 – ovládací motorek škrticí klapky 18 – elektronická řídicí jednotka 19 – spínací skříňka 20 – akumulátor

a palivo je působením tlaku v systému prostřednictvím trysky s vířivým účinkem vstříknuto do potrubí.

lého motoru k žádnému obohacování směsi.

➠

Ventil př ída vného vzduchu (obr. 17) přída ídavného při studeném startu motoru i ve fázi chodu po zahřátí zvyšuje množství vzduchu při volnoběhu. Je tak vyrovnáván účinek vyššího třecího momentu. Ventil přídavného vzduchu je na motoru připevněn tak, že od něj přejímá teplo. Kromě toho je ohříván i elektricky. Po zahřátí motoru se tento vzduchový kanál uzavře pomocí zavírací clony (1).

Ve sstt a vu bez pr ůchodu pr ouprůchodu proudu vventil entil těsně za vír em síly zavír víráá účink účinkem pr užin y. pružin užiny Spouštění provádí teplotní časový spínač (obr. 16), který je přišroubován k motoru. Při studeném motoru je kontakt sepnut. Při startu začne topným vinutím protékat proud a bimetalová pružina kontakt rozpojí. Funkce ventilu pro studený start je tak časově omezená. U teplého motoru zůstává kontakt rozpojen, takže pomocí tohoto ventilu nedochází při spouštění tep-

č er 4 ervv en 200 2004

D Í L N A

Elektrické zapo jení zapojení Elektrické zapojení systému je naznačeno na obr. 18. Sepnutím spínače za-

palování (1) se při startu přes svorku 50 přivádí napětí na ventil pro studený start (2) a teplotní časový spínač (3). Ventil pro studený start tak může vstřikovat palivo jen tak dlouho, dokud je svorka 50 připojena a existuje spojení na kostru prostřednictvím teplotního časového spínače. Je-li spínací kontakt (W) otevřen působením elektrického ohřevu nebo teplem motoru, neexistuje žádné spojení na kostru a ventil pro studený start zůstane uzavřen. Na řídicí relé (4) se přes svorku 15 (zapalování) přivádí napětí a připojuje se ke kostře (svorka 31). Jakmile přes svorku 1 přijde impulz k zapálení, uzavře se pracovní obvod (svorka 30 na svorku 87). Teprve po-


9

P R A K T I C K Á

D Í L N A

tom se napětí dostává i na palivové čerpadlo (5) a na topení regulátoru chodu zahřátého motoru a ventilu přídavného vzduchu. Tím je zabezpečeno, že při náhlém zastavení motoru (např. při nehodě) se i při zapnutém zapalování přeruší dodávka paliva z nádrže.

Obr. 21. Regulátor tlaku v palivovém systému. 1 – zpětný odtok od rozdělovače množství paliva 2 – odvod zpět do palivové nádrže 3 – stavěcí šroub 4 – tlačná pružina 5 – těsnění 6 – přívod paliva 7 – talíř ventilu 8 – membrána 9 – regulační pružina 10 – těleso ventilu

➠

Pr o kkontr ontr olu funk ce elektricPro ontrolu funkce ky řříz íz ených dílů je tř eba mo ízených třeba mott or nas t ar oz epnutí řřídicíídicíartt o vat nebo po rroz ozepnutí ho rrelé elé př emos tit kkont ont akt y 30 a 8 7 přemos emostit ontakt akty a 87 jis tk ou (např o měř ení ččer er (např.. pr pro měření erpapojis jistk tkou po paonu paliv o v ého ččer er výkonu palivo erpadla). padla). cího výk

Sy s tém K -Je tr onic Sys K-Je -Jetr tronic s lambda rregulací egulací U automobilů s trojcestným katalyzátorem se musí složení směsi regulovat na hodnotu odpovídající stechiometrické směsi, tedy λ = 1. Tak je

Obr. 22. Blokové schéma zapojení VK – korekce na plné zatížení SAS – přerušení přívodu paliva BA – obohacení při akceleraci NA – zvýšení po startu

10


dosaženo co možná nejvyššího využití energie obsažené v palivu. Tuto regulaci provádí řídicí jednotka, která signál z lambda-sondy vy-

hodnocuje a potřebným způsobem ovlivňuje proces směšování. U systému K-Jetronic s lambda regulací (obr. 19) se za tím účelem mění

řídicí jednotky KE−Jetronic v analogové technice. SA – zvýšení při startu WA – obohacení při chodu po zahřátí SU – sběrač ES – koncový stupeň

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Obr. 23. Spínač škrticí klapky. a) schéma zapojení b) celkový pohled 1 – kontakt plného zatížení 2 – spínací kulisa 3 – hřídelka škrticí klapky 4 – kontakt volnoběhu 5 – přívod elektřiny

tlak v dolních komorách diferenčních tlakových ventilů. Ty jsou proto od tlaku v systému odděleny pevnou škrticí štěrbinou. Tlak v dolních komorách se příslušným způsobem mění pomocí taktovacího ventilu (3). Tento taktovací ventil (jeho otevření nebo zavření) je ovládán řídicí jednotkou. Neprotéká-li jím elektrický proud, je uzavřen a v dolních komorách pak působí tlak paliva v systému.

Sy s tém KE-Je tr onic Sys KE-Jetr tronic Z hlediska základní funkce je KE-Jetronic (obr. 20) nadstavbou zařízení K-Jetronic. Jemné nastavování vstřikovaného množství však provádí – podle různých podmínek provozu – elektronická řídicí jednotka. Ta zpracovává různé vstupní signály a na straně výstupu řídí elektrohydraulický měnič tlaku. Ten mění rozdíl tlaků v rozdělovači množství paliva, mezi tlakem v dolních komorách diferenčních tlakových ventilů a tlakem v systému. Mechanicky dodané množství směsi se tak upravuje řízením tlaku v dolních komorách – na rozdíl od změny řídicího tlaku v případě vstřikování K-Jetronic.

R ozdíly v základním sy s tému v por o vnání sys v por poro se vvs s tř ik o v áním K -Je tr onic třik iko K-Je -Jetr tronic Obohacování směsi při chodu za studena i po zahřátí řídí řídicí jednotka prostřednictvím elektrohydraulického měniče tlaku. Proto není zapotřebí regulátoru chodu po zahřátí motoru, a proto se už ani nevytváří žádný řídicí tlak. Řídicí píst

č er 4 ervv en 200 2004

je v tomto případě ovládán pomocí tlaku v systému. Regulátor tlaku v systému již není integrován přímo v rozdělovači množství paliva, nýbrž je samostatnou součástí (obr. 21). Tlak v systému je u vstřikování KE-Jetronic vyšší než u zařízení K-Jetronic, ale i zde se musí bezpodmínečně udržovat na přesné hodnotě.

Vs tupní signály Vstupní a je jich význam a je jejich pr o elektr onické řříz íz ení pro elektronické ízení Všechny vstupní signály i jejich propojení v elektronickém řídicím systému je nejlépe znázornit pomocí blokového schématu (obr. 22). Korekční signály se z různých bloků přivádějí

na společný sběrač, v koncovém stupni se zesílí a předají elektrohydraulickému měniči tlaku. Se škrticí klapkou spojený s pínač š kr ticí klapky (obr. 23) má jeden kontakt pro volnoběh a jeden kontakt pro plné zatížení. Při širokém otevření škrticí klapky se kontakt plného zatížení spojí a řídicí jednotka dostane napěťový signál. Při vyšších otáčkách se tím spustí obohacování při plném zatížení. Je-li naopak při vyšších otáčkách spojen kontakt volnoběhu (tj. škrticí klapka je zavřená), přeruší se přívod paliva. Až do naprogramovaného počtu otáček nedochází ke vstřikování při uvolnění pedálu akcelerace. To přispívá k úsporám paliva a snížení objemu výfukových plynů.

➠

F unk ce sspínač pínač kr ticí klapunkce pínačee šškr krticí ky se zk ouší pomocí měř ení elek zkouší měření elek-trického odpor u a lz odporu a lz lzee ji nas nastt a v ovat podélnými ootv tv or y. Je-li šškr kr titvor krtioncí klapk vř ená, musí být kkonklapkaa za zavř vřená, olnoběhu bezpečně sspo po jen. t akt vvolnoběhu pojen.

Obr. 24. Potenciometr pro signalizaci polohy clony průřezu. 1 – snímací kartáček 2 – hlavní kartáček 3 – pákový jezdec 4 – destička potenciometru (z obrazové roviny dozadu) 5 – pouzdro měřiče množství vzduchu 6 – osa měřiče množství vzduchu

Signál o počtu ootáč táč ek dostává KEtáček -Jetronic od řídicí jednotky zapalování. Někteří výrobci používají KE-Jetronic i k omezování otáček a lze ho zkoušet měřením úhlu sepnutí kontaktů. Informace o zatížení se získává pomocí potenciometru na cloně průřezu v měřiči množství nasávaného vzduchu. Podle měnícího se úbytku napětí (podle změny odporu) rozpoznává řídicí jednotka polohu clony průřezu a její vychýlení (obr. 24). V závislosti na změně polohy clony průřezu a doby, během které k ní


11

P R A K T I C K Á

Obr. 25. Potenciometr. (schéma zapojení)

dojde, probíhá definované obohacování při akceleraci. P o t enciome tr (obr. 25) se zkouší měenciometr řením odporu. Při vychylování clony průřezu se musí odpor spojitě měnit. Prostřednictvím svorky 50 rozpozná řídicí jednotka, že se spouští proces startování a po dobu asi 1,5 s dodává elektrohydraulickému měniči tlaku maximální proud pro obohacení při startu. Návazně začne v závislosti na teplotě motoru řídit zvyšování otáček motoru po startu (obohacování při chodu v zahřátém stavu).

D Í L N A

Změnami polohy klapky (11) řízenými řídicí jednotkou lze ovlivňovat tlak paliva v horních komorách diferenčních tlakových ventilů a tím i přidělované množství paliva. Tímto způsobem lze provádět i úpravy a korekce. Protéká-li vinutími na pólu magnetu (13) proud, tlačí vzniklé magnetické pole destičku membrány (klapka 11) proti trysce (12). Tím se zmenšuje tlak v dolních komorách a původní mechanicky dodané základní množství paliva pro vstřikování se zvětší. Při průtoku maximálního proudu je tato korekce vstřikovaného množství největší. Při výpadku řídicího proudu (např. v důsledku závady na řídicí jednotce) je klapka 11 udržována v určené poloze pomocí trvalých magnetů, a umožňuje tak vstřikování mechanicky dodávaného množství paliva bez této korekce.

➠

Řídicí pr oud dodávaný řřídiídiproud cí jedno tk ou se měř jednotk tkou měříí pomocí víceúč elo icího př ís tr o je. Př účelo elovv ého měř měřicího přís ístr tro Přii př ípadných odch ylkách je nutné případných odchylkách

ídiproměř oměřit všechny pr oměř it všechn y vvss tupy na řřídicí jedno jednott ce.

Př er ušo s tř ik ov ání Přer erušo ušovv ané vvs třik iko -Je tr oni c) (L (L-Je -Jetr troni onic) Obecný popis funk ce funkce Obecný popis funkce systému L-Jetronic provedeme opět pomocí obrázku. Vstřikování L-Jetronic (obr. 27) a jeho varianty (LU-, LE-, LH-Jetronic) vstřikují potřebné množství paliva přerušovaně prostřednictvím elektricky ovládaných vstřikovacích ventilů do sacího potrubí před sací ventily. Jejich ovládání provádí řídicí jednotka. Pro výpočet doby vstřikování (vstřikovaného množství) zaznamenává řídicí jednotka prostřednictvím různých vstupních signálů provozní stav motoru. Hlavní řídicí veličinou je nasáL uft – L -Jetronic). vaný vzduch (L Elektrické palivové čerpadlo (2) čerpá palivo z nádrže přes filtr (3) do potrubí rozdělovače. Regulátor tlaku (5) udržuje tlak paliva konstantní

Teplo u se měří termistorem eplott a mo mott or oru NTC a má vliv jak na obohacování při akceleraci, tak i na funkci přerušení přívodu paliva. Je-li automobil vybaven trojcestným katalyzátorem, koriguje se vypočtený řídicí proud pro elektrohydraulický měnič tlaku ještě podle signálu z lambda-sondy.

➠

Řídicí jedno tk jednotk tkaa dos dostává tává napájecí napětí. Př Přii hledání závady je tř eba nejdř ontr olo vat její třeba nejdříí v e zk zkontr ontrolo olovat po ospojení napájení a všechna sspo jení na kkostr u. tru. V závislosti na výrobci může řídicí jednotka zpracovávat i další vstupní signály. Ty však nejsou významné z hlediska základní funkce. Ovlivňování vstřikovaného množství prostřednictvím elektrohydraulického měniče tlaku

Elektr oh ydr aulický měnič tlak u Elektroh ohydr ydraulický (obr. 26) mění tlak v navzájem propojených dolních komorách diferenčních tlakových ventilů. To znamená změnu rozdílu mezi tlakem v dolních komorách a tlakem v systému. Řídicí proud pro tyto změny dodává řídicí jednotka.

12


Obr. 1– 2– 3–

26. Elektrohydraulický měnič tlaku. clona průřezu 7– rozdělovač množství 8– přívod paliva 9– (tlak v systému) 10 – 4 – palivo do vstřikovacích ventilů 11 – 5 – zpětný odvod paliva 12 – k regulátoru tlaku 13 – 6 – pevná klapka 14 –

horní komora dolní komora membrána měnič tlaku klapka tryska pól magnetu vzduchová mezera

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

Obr. 27. Tlakové poměry a součásti vstřikování L−Jetronic. 1 – palivová nádrž 7 – řídicí jednotka 2 – elektrické palivové čerpadlo 8 – čidlo teploty 3 – jemný filtr 9 – vstřikovací ventil 4 – potrubí rozdělovače 10 – společné sací potrubí 5 – regulátor tlaku 11 – ventil pro studený start 6 – měřič množství vzduchu 12 – škrticí klapka se spínačem s hradicí klapkou (6a) škrticí klapky (12a)

v závislosti na tlaku v sacím potrubí. Přebytečně načerpané palivo odtéká zpátky do nádrže. Jsou-li vstřikovací ventily (9) otevřeny pomocí elektrických impulzů z řídicí jednotky (7), pak se palivo svým tlakem vstřikuje do sacího potrubí. Množství vstřikovaného paliva je určováno dobou otevření vstřikovacího ventilu, tzn. trváním impulzu vycházejícího z řídicí jednotky. Pro výpočet potřebného vstřikovaného množství slouží řídicí jednotce signály o počtu otáček, o nasávaném množství vzduchu, o teplotě motoru, o teplotě nasávaného vzduchu a signály ze spínače škrticí klapky.

č er 4 ervv en 200 2004

Ventil pro studený start (11) vstřikuje při studeném startu v závislosti na teplotním časovém spínači (14) krátkodobě palivo pro obohacení směsi při startu (analogicky k zařízení Ka KE-Jetronic). U moderních zařízení přebírá tuto úlohu řídicí jednotka a vstřikovací ventily, tzn. že již není zapotřebí ventil pro studený star t a teplotní časový spínač. Zvýšení počtu otáček prostřednictvím ventilu přídavného vzduchu probíhá analogicky ke vstřikování K-/KE-Jetronic. Dnes se k tomu často používá i člen pro nastavování volnoběhu, kterým lze stabilizovat a regulovat i volnoběh.

13 14 15 16 17 18

– – – – – –

D Í L N A

ventil přídavného vzduchu teplotní časový spínač rozdělovač zapalování relé spínací skříňka akumulátor

Součás ti sy s tému LL-Je -Je tr onic Součásti sys -Jetr tronic a je jich funk ce a jejich funkce Paliv o vý sy alivo sysstém (obr. 28) a konstrukce i funkce elektrického palivového čerpadla a palivového filtru jsou stejné jako u vstřikování K-Jetronic. Čerpací výkon se měří na zpětném odtoku regulátoru tlaku (obr. 29). Bezpečnostní vypínání palivového čerpadla se provádí přímo prostřednictvím kontaktů čerpadla na měřiči množství vzduchu, řídicím relé nebo řídicí jednotkou systému L-Jetronic. P o tr ubí rrozdělo ozdělo vač trubí ozdělovač vačee s regulátorem tlaku, který je na něm připevněn, fun-


13

P R A K T I C K Á

D Í L N A

žs p. mění vvsstř imnožs žství esp. třiné mno tví paliva, rres es k o vací papr sek o vvede ede kkee ššpatnépatnépaprsek sek.. T To mu cho vání př átém chování přii chodu v zahř v zahřátém s t a vu nebo př echodo vých sstt apřii př přechodo echodových v ech. Čas o týká aut omobilů, Častt o se tto automobilů, použí vaných př používaných přee vážně k jízdám na kr átké vzdálenos ti nebo vvozidel ozidel krátké vzdálenosti dlouhodobě sstt o jících.

➠

Vs tř ik o vací vventily entily lz tit Vstř třik iko lzee čis čistit buď př íslušnými př ísadami v palivu příslušnými přísadami (poz or na jejich slučit elnos at a(pozor slučitelnos elnostt s k s kat atal yzát or em), nebo po jejich vymonyzátor orem), tičce. Nit o vání v ultr azvuk o v é čis v ultrazvuk azvuko čističce. kdy nečis tit mechanicky! nečistit

Obr. 28. Blokové schéma palivového systému. 1 – palivová nádrž 5 – regulátor tlaku 2 – palivové čerpadlo 6 – vstřikovací ventil 3 – palivový filtr 7 – ventil pro studený start 4 – potrubí rozdělovače

guje také jako zásobník, který svou funkcí zabraňuje kolísání tlaku na vstřikovacích ventilech. Vstřikovací ventily jsou na něm většinou přímo namontovány. Regulátor tlaku udržuje konstantní tlak paliva 0,25 nebo 0,3 MPa (podle výrobce) v závislosti na tlaku v sacím potrubí. Pryžová hadice k přípojce sacího potrubí nesmí být poškozená, netěsná

Obr. 29. Regulátor tlaku paliva. 1 – přívod paliva 2 – přípojka zpětného odtoku 3 – talíř ventilu 4 – nosič ventilu 5 – membrána 6 – tlačná pružina 7 – přípojka sacího potrubí

14


nebo přelomená. Jen tak lze zaručit, že rozdíl mezi tlakem paliva a tlakem v sacím potrubí zůstane konstantní v závislosti na zatížení motoru, tzn. že zůstává stále stejný pokles tlaku od vstřikovacího ventilu k sacímu potrubí. Tlak paliva se měří na potrubí rozdělovače před regulátorem tlaku a většinou se staženou podtlakovou (gumovou) hadicí. Po nasazení přípojky sacího potrubí musí při volnoběhu v důsledku podtlaku v sacím potrubí klesnout absolutní tlak o asi 0,03 až 0,06 MPa.

Ovládání vstřikovacích ventilů se provádí většinou signálem z řídicí jednotky. Přes svorku 15, resp. přes řídicí relé jsou vstřikovací ventily spojeny s plus pólem akumulátoru. V řídkých př ípadech (starší automobily) jsou vstř ikovací ventily tr vale spojeny s kostrou a řídicí jednotka dodává plusový signál. Příslušný signál ke vstřiku může řídicí jednotka vydávat pro všechny ventily současně (simultánní), ve dvou skupinách (skupinové) nebo i pro každý ventil zvlášť (sekvenční).

entilů Konstr ukce v s t řřii k ko o vacích vventilů (obr. 30) v podstatě odpovídá konstrukci ventilu pro start za studena. Protéká-li vinutím magnetu (2) proud, přitahuje magnetické pole kotvu magnetu (3) s jehlou trysky (4) nahoru proti spirálové pružině. Tím se palivo svým tlakem dostává do sacího potrubí. Podobu vstřikování určuje tvar sedla a jehly trysky. Neprotéká-li žádný proud, musí spirálová pružina vstřikovací ventil těsně uzavřít.

➠

N e těsné vvss tř ik o vací vventily entily třik iko způsobu jí po tíž e př i s t ar tu v důsled způsobují potíž tíže při st artu v důsled-k u př esy co vání směsi. Usaz enin y na přesy esyco cování Usazenin eniny jehle tr y s ky nebo na jejím sedle (k ar jí vvss tř ik o va(kar arbonizace) zmenšují třik iko bonizace) zmenšu

Obr. 30. Vstřikovací ventil. 1 – filtr 2 – vinutí magnetu 3 – kotva magnetu 4 – jehla trysky 5 – přívod elektřiny

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

Obr. 31. Měřič množství nasávaného vzduchu systému L−Jetronic. a) strana průtoku vzduchu b) strana elektrické svorkovnice 1 – vyrovnávací klapka 1 – ozubený věnec pro předpětí 2 – tlumicí objem pružiny 3 – obtok 2 – vratná pružina 4 – zavírací klapka 3 – dráha jezdce 5 – šroub pro nastavování směsi 4 – keramická destička s odpory při volnoběhu (obtok) a dráhami vedení 5 – čidlo jezdce 6 – jezdec 7 – kontakt čerpadla

➠

Signál kkee vvss tř ik u (ti-signál) se třik iku ontr olu je pomocí oscilo ontrolu oluje oscilo-nejlépe kkontr s k opu. Elektrické napájení lz elzee př přezk ouše ením napětí. zkouše oušett měř měřením Při demontáži i montáži vstřikovacích ventilů je třeba dávat pozor na to, aby se nepoškodil žádný těsnicí kroužek.

R egis tr ace zatíž ení pomocí egistr trace zatížení měř ič e mno žs tví vzduchu měřič iče množs žství Obr. 32. Schéma zapojení měřiče množství vzduchu.

Obr. 33. Schéma zapojení měřiče množství vzduchu s kontaktem čerpadla.

č er 4 ervv en 200 2004

U vstřikování L-Jetronic (v základní variantě) probíhá měření nasávaného množství vzduchu pomocí speciální-

D Í L N A

ho měřiče (obr. 31). Ten se nachází mezi škrticí klapkou a vzduchovým filtrem, kde dochází již jen k malému pulzování nasávaného vzduchu. Množství vzduchu nasávaného motorem vychyluje zavírací klapku (4) proti síle pružiny. Kontakt jezdce, spojený se zavírací klapkou, mění odpor na potenciometru, dráze jezdce. Změnou odporu a tím spojenou změnou úbytku napětí, řídicí jednotka zaregistruje polohu zavírací klapky a tím i nasávané množství vzduchu. Vyrovnávací klapka (1) zabraňuje v součinnosti s tlumicím objemem (2) příliš silnému kmitání zavírací klapky v důsledku pulzování vzduchu nebo při náhlých změnách zatížení.

➠

Šr oubem pr o nas Šroubem pro nastt a v o vání směsi pr o vvolnoběh olnoběh (5) se kkorigu origu je pro origuje mno žs tví vzduchu, kt er emnožs žství kter eréé bez měř měření pr ochází kkolem olem za vír ací klapky prochází zavír vírací klapky.. O př olnoTím se mění obsah C CO přii vvolnoběhu. U aut omobilů s lambda rregueguU automobilů lací většinou odpadá. Pro přesné dávkování vstřikovaného množství paliva se musí množství vzduchu korigovat podle teploty nasávaného vzduchu. Čidlem pro měření teplot y nasávaného vzduchu je NTC termistor (někdy i PTC), který je často integrován v měřiči množství vzduchu (obr. 32). Bezpečnostní zapojení elektrického palivového čerpadla bylo u systémů L-Jetronic často realizováno pomocí kontaktu čerpadla v měřiči množství vzduchu (obr. 33). Jakmile se zavírací klapka vychýlí, tento kontakt se spojí. Při

Obr. 34. Napětí na jezdci.


15

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Př isávání vzduchu bez měř ení a za Přisávání měření a za-počt ení př y vvss tř opočtení přii výpočtu dob doby třik ikoik vání vvede ede k př ípr k přípr ípraa vě chudé směsi. Těsnos u a sacího sy Těsnostt mo mott or oru syss tému je tř eba zk ontr olo vat zzejména přii třeba zkontr ontrolo olovat ejména př neklidném vvolnoběhu olnoběhu a př íliš a přii př příliš nízké hodno O př olnoběhu. hodnotě CO přii vvolnoběhu. tě C

➠

Obr. 35. Měřič hmotnosti nasávaného vzduchu s topným drátem. a) konstrukce 6 – odpor pro kompenzaci 1 – destička s plošnými spoji teploty 2 – hybridní zapojení (kromě 7 – ochranná mřížka odporů zapojených do můst− 8 – pouzdro ku obsahuje ještě regulační b) celkový pohled (uvnitř měřicí obvod pro udržování kon− trubice je napnut platinový drát stantní teploty a obvod pro čištění [žíhání] drátu) o průměru 70 µm) 3 – vnitřní trubice 4 – přesný měřicí odpor 5 – člen s topným drátem

stojícím motoru je tento kontakt otevřen a napájení elektrického čerpadla paliva se přeruší i při zapnutém zapalování. Bezpečnostní zapojení však bývalo i částečně podobné systémům K-Jetronic – s využitím bezpečnostního relé. Dnes je tato funkce integrována v řídicí jednotce prostřednictvím snímání počtu otáček (prostřednictvím td-signálu).

úbytk u napětí. Měření odpor u je v tomto případě příliš nepřesné. Při pomalém otevírání zavírací klapky rukou by se měl pozorovat průběh napětí, znázorněný na obr. 34. Přitom musí být samozřejmě přivedeno napětí akumulátoru, stejně tak i na vstupu k NTC.

➠

F unk ce po tr u a k onunkce pott enciome enciometr tru a kont aktu jezdce se musí př ezk ouše t, přezk ezkouše oušet, dochází-li př čitých sstt a v ech zapřii ur určitých tíž ení mo u k výpadkům a ner ovtížení mott or oru a nero noměr nos ti chodu mo u. noměrnos nosti mott or oru.

N ejpř esnější zk ouš k ou dr áh y ejpřesnější zkouš oušk dráh áhy tr u a k aktu jezdce je pott enciome enciometr tru a kont ontaktu po ont pos tup, př er ém se na demont opostup, přii kt kter erém demontoiči vzduchu na vvss tup poměřiči vaném měř ek t enciome tr u př iv ede ur ek-enciometr tru přiv ivede určč ená fr frek v ence (nejlépe asi 500 až 800 Hz), er tupu kkononkter eráá se pak snímá na výs výstupu kt t aktu jezdce (pin 7) a z obr azu je se a zobr obrazu azuje na oscilos k opu. Př oscilosk Přii pomalém oott e vír ání za vír ací klapky se sspo po jitě mění zavír vírací pojitě i v elik os azu na oscilos k opu. i velik elikos ostt obr obrazu oscilosk Př ípadné ssk k oky nebo výpadky obPřípadné r azu uk azu jí na př er ušení nebo poukazu azují přer erušení š k oz ení dr áh y jezdce nebo jeho kkononození dráh áhy t aktu.

Při kontrole se v prvním kroku prostřednictvím měření odporu zkontroluje dráha potenciometru jako celek, není-li přerušena nebo zkratována. Kontakt jezdce se kontroluje měřením

Př omě Přii hledání závady je kr kromě př ezk oušení funk ce měř ič e mno žpřezk ezkoušení funkce měřič iče množs tví vzduchu vvelmi elmi důle žité, ab y se důležité, aby do sacího sy těsnos syss tému ne netěsnos těsnostmi tmi nedos tával žádný ffalešný alešný vzduch. dostával

Snímač tteplo eplo eplott y nasávaného vzduchu (NT C) se zk ouší měř ením (NTC) zkouší měřením odpor u. Př eplo odporu. Přii změně tteplo eplott y se musí odpo vídajícím způsobem změnit odpovídajícím u. Je tř eba si dát i hodno odporu. třeba i hodnott a odpor or na tto, pozor měříí jen odpor poz o, zda se měř snímač C nebo i př edř snímačee NT NTC i předř edřadný adný odpor por..

➠

16


➠

➠

Je-li hodno O př olnohodnott a C CO přii vvolnoběhu př íliš vy soká a nelz opříliš vysoká a nelzee ji již kkorigo vat, můž omě mechanicrigovat, můžee být kr kromě kých závad v mo u nebo př íliš v mott or oru příliš v y sokého tlak u paliva př íčinou tlaku i una užina za vír ací klapky zavír vírací klapky.. i unavv ená pr pružina Ot ení měř ič žs tví vzduchu Otee vř vření měřič ičee mno množs žství a no už ení pr užin y je tř ea novv ého napr napruž užení pružin užiny třeba se vyvar o vat, pr o t o ž e se tím vyvaro pro o vlivní celý rrozsah ozsah zatíž zatížení. ení.

Snímání zatíž ení pomocí zatížení měř ení hmo měření hmott y vzduchu Také u vstřikovacích systémů se mechanické součásti zkouší nahradit elektronickými díly, nepodléhajícími opotřebení. Ze vstřikování L-Jetronic s měřičem množství vzduchu tak vznikl systém em hmo tnos ti LH-Jetronic s měř ič ičem hmotnos tnosti vzduchu s t opným dr át em (obr. 35). s topným drát átem Ostatní funkce jsou analogické systému L-Jetronic. Nasávaný vzduch zde proudí kolem ohřívaného tzv. topného drátu. V závislosti na hmotnosti okolo proudícího vzduchuje se musí drát ohřívat, aby se udržela jeho konstantní „nadměrná“ teplota. Teplota topného drátu je vždy (většinou o asi 130 až 150 °C) vyšší, než je teplota nasávaného vzduchu. Proto se hovoří o konstantní nadměrné teplotě. Topný proud, který je k tomu zapotřebí, slouží jako informace o zatížení motoru.

➠

N ečis enin y na ttopopečistt o t y a usaz a usazenin eniny ném dr átu bby y mohly zkr eslo vat výdrátu zkreslo eslovat sledek měř ení. Pr o t o se po zas měření. Pro zastt a v ení mo u ttopný opný dr át zahř eje na mott or oru drát zahřeje vyšší tteplo eplo tu (vyžíhá se). eplotu Směs paliva se vzduchem lze i při volnoběhu – především u systémů bez lambda regulace – nastavovat i pomocí potenciometru. Protože topný drát představuje pro proudění nasávaného vzduchu jen malou překážku, působí tak příznivě i na účinnost motoru.

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

D Í L N A

i intenzivnější ohřívání. Potřebný topný proud slouží řídicí jednotce jako informace o zatížení motoru, na kterém je hmotnost nasávaného vzduchu přímo závislá.

Další vvs s tupní signály pr o zís pro získání kání or mací o pr o v ozním sstt a vu infor ormací o pro inf

Obr. 36. Měřič hmotnosti nasávaného vzduchu s topnou vrstvou. a) celkový pohled b) připojení a obsazení konektorů 1 – mřížka pro ochranu před Měřič hmotnosti vzduchu (piny): dotykem 1 – hmotnost vzduchu 2 – konektorový díl 2 – referenční hmota 3 – oko pro laserové dolaďování 3 – napájení při výrobě 4 – výstupní signál 4 – pouzdro se spojkami 5 – čidlo tenké topné vrstvy Řídicí jednotka (piny): 6 – měřicí kanál 68 – vstup 7 – průtočná mřížka 69 – výstup 8 – vstup vzduchu

Snímač teploty chladicí kkapalin apaliny apalin y (NTC) předává řídicí jednotce informaci o teplotě motoru. U studeného motoru se směs obohacuje podle charakteristik uložených v řídicí jednotce. Velikost tohoto obohacení i teplota jeho zastavení je u různých výrobců rozdílná. Při výpadku tohoto signálu se často pracuje s náhradní hodnotou uloženou v řídicí jednotce. Přitom může docházet k potížím při startu i k neklidnému chodu po zahřátí, protože tato náhradní hodnota se většinou volí v blízkosti provozní teploty. Není-li tato náhradní hodnota k dispozici ani nedochází k výpadku signálu, pak při zkratu (malý odpor, odpovídá hodnotě při zahřátém motoru) neprobíhá žádné obohacování, při přerušení (nekonečně velký odpor, tzn. velice studený motor) naopak dochází k trvalému, nadměrně velkému obohacování směsi. Dalším signálem pro jemnou korekci vstřikovaného množství je s pínač š kr ticí klapky . Je-li kontakt pro volkrticí noběh sepnut, pak se použije vlastního programu pro volnoběh. Při vyšších otáčkách a spojeném kontaktu pro volnoběh je tak v činnosti přerušení přívodu paliva. Pomocí kontaktu pro plné zatížení je směs rovněž obohacována v závislosti na počtu otáček.

➠

F unk ce a s pr ávné nas unkce a spr právné nastt av ení s pínač kr ticí klapky je tř eba zk onpínačee šškr krticí třeba zkontr olo vat př aždém hledání závady trolo olovat přii kkaždém závady.. Dalším krokem vývoje měřičů hmoty vzduchu s topným drátem je měř ič hmo enk ou ttopophmott y vzduchu s t s tenk enkou nou vr ou (obr. 36). Snímač tenké vrss tv tvou topné vrstvy (5) se ohřívá na nadměrnou teplotu, udržovanou konstantně o 180 °C nad teplotou nasávaného vzduchu. Žíhání při vysoké nadměrné teplotě (samočištění) již není kvůli vy-

č er 4 ervv en 200 2004

soké nadměrné teplotě vrstvy nutné. Snímač s topnou vrstvou je navíc velmi odolný proti otřesům a neovlivňuje jej ani elektromagnetické záření. Zapojením do můstku (obr. 36b) se udržuje nadměrná konstantní teplota. Při ochlazení topného článku poklesne odpor, což způsobí zvýšení intenzity protékajícího proudu a tím

Při nejvyšších nárocích na bezpečnost, spolehlivost a přesnost funkce řízeného vstřikování se spínač škrticí tklapky často nahrazuje po pott enciome enciometr em šškr kr ticí klapky. Řídicí jednotka krticí v tomto případě rozpozná jakoukoliv polohu škrticí klapky, a tak při výpadku informace o zatížení (prostřednic-


17

P R A K T I C K Á

D Í L N A

tvím měřiče množství vzduchu atd.) může sama spustit nouzový režim. Při plné funkčnosti zase předstih škrticí klapky před změnou nasávaného vzduchu zaručuje ještě přesnější řízení dávkovaného vstřikování (především při obohacování při akceleraci). Nejdůležitějším signálem pro vstřikování L-Jetronic je však signál zzee sv or ky 1 (td-signál), který řídicí jedsvor orky notka dostává od cívky zapalování nebo přímo z řídicí jednotky zapalování. Ten spolu s informací o zatížení slouží k výpočtu vstřikovaného množství a samozřejmě i pro výpočet doby vstřikování v závislosti na otáčkách. Bez td-signálu se vstřikování zastaví. Pro měření td-signálu se používá úhlu sepnutí kontaktů.

Bezpečnos tní nebo řřídicí ídicí rrelé elé (obr. 37) Bezpečnostní zabezpečuje při zapnutém zapalování napájení řídicí jednotky, vstřikovacích ventilů, ventilu přídavného vzduchu,

Obr. 37. Řídicí bezpečnostní relé.

spínače škrticí klapky a měřiče množství vzduchu elektrickým proudem z plusového pólu akumulátoru. Pokud zahrnuje i napájení palivového čerpadla, musí přicházet i signál ze svorky 1. Bez signálu ze svorky 1 se napájení čerpadla zastaví. Elektrické napájení řídicí jednotky může být kromě řídicího relé zabezpečeno i přímo z plusového pólu akumulátoru, resp. ze svorky 15. Je-li v systému zařazena paměť závad, musí být neustále spojena s plusovým pólem baterie. Napěťový signál využívá řídicí jednotka i pro úpravu doby vstřikování v závislosti na velikosti palubního napětí. Napěťová kompenzace je potřebná k tomu, aby se respektovala

18


Obr. 38. Porovnání různých variant vstřikování. a) simultánní vstřikování b) skupinové vstřikování c) plně sekvenční vstřikování

doba sepnutí vstřikovacích ventilů (zpoždění odezvy) a vypočtené vstřikované množství paliva nebylo zkreslováno např. nízkým napětím akumulátoru.

➠

Př Přii hledání závad je nutné vždy zk ontr olo vat i uk os tř ení. zkontr ontrolo olovat i ukos ostř tření. Připomenout je nutno ještě dva vstupní signály, které byly zapotřebí

č er 4 ervv en 200 2004

P R A K T I C K Á

především v počátcích systému L-Jetronic. Ze svorky 50 dostávala řídicí jednotka informaci o startu a spouštěla příslušné programy pro obohacování při a po spuštění motoru. Současné řídicí jednotky poznávají spouštění prostřednictvím počtu otáček. Vstupní signál ze snímač snímačee př přee tlak u přicházel z tlakové krabičky tlakoměru spojené s potenciometrem. Řídicí jednotce sloužil při měření množství vzduchu k vyrovnání a k výpočtu hmotnosti vzduchu. Snímač přetlaku může být zabudován i přímo v řídicí jednotce. U systémů s měřením vzduchové hmoty nebo u systémů s lambda regulací se již tato korekční hodnota nepožaduje. U současných automobilů s regulovanými trojcestnými katalyzátory samozřejmě do řídicí jednotky přichází i signál z lambda-sondy.

pořadí zapalování. Tím se zaručí, že proces vstřikování se ukončí ještě před otevřením příslušného sacího ventilu. K tomu potřebuje řídicí jednotka příslušný počet koncových stupňů a signál ze snímače vačkové hřídele, nebo nějaké jiné rozpoznávání pořadí zapalování válců. Plně sekvenční vstřikování se většinou realizuje jen v systémech s kombinací zapalování a vstřikování (např. Motronic). Různé varianty vstřikování jsou pro porovnání znázorněny na obr. 38. Kromě této základní úlohy má řídicí jednotka i několik dalších funkcí, které jsou programovány různými výrobci individuálně. Při obohacování směsi při studeném startu se kondenzační ztráty kompenzují buď zařazením ventilu pro studeením sstudeného tudeného ný start, nebo ř íz ízením s t ar tu naprogramovaného v řídicí jedartu

F unk ce řřídicí ídicí jedno tky unkce jednotky Využitím výše popsaných signálů může řídicí jednotka rozpoznat provozní stav a zatížení motoru a vypočítat potřebné vstřikované množství, resp. dobu otevření vstřikovacích ventilů. Ovládání vstřikovacích ventilů se provádí hmotovým impulzem (ti-signál). U počátečních, resp. u jednodušších systémů L -Jetronic se ovládají všechny ventily současně. Ty pak při každé otáčce klikové hřídele vstřikují vždy poloviční množství vypočtené dávky paliva. Dalším stupněm vývoje bylo začlenění ventilů do skupin (skupinové vstřikování). V takovém případě pak ventily vstřikují v jedné skupině současně celé množství paliva při každé druhé otáčce klikové hřídele. Druhá skupina vstřikuje střídavě k první. Zařazení do skupin se provádí podle vzájemného sousedství válců v pořadí zapalování. V obou uvedených případech může docházet k tomu, že ke vstřikování dojde při otevřeném sacím ventilu. Pak nejsou zcela zaručeny předpoklady pro správné složení směsi ani její jemné promísení. Ideálním řešením je plně sekvenční vstřikování, u kterého je každý ventil uváděn do činnosti jednotlivě vždy ve správném okamžiku podle

č er 4 ervv en 200 2004

Obr. 39. Průběh obohacování při chodu zahřátého motoru. Faktor obohacení jako funkce času: a) převažuje časově závislá složka b) převažuje teplotně závislá složka

notce. To je prováděno přímo prostřednictvím vstřikovacích ventilů. Naprogramované řízení studeného startu se uvede do činnosti na základě rozpoznání podmínek startu a teploty chladicí kapaliny. V návaznosti na řízení při startu probíhá časově a teplotně závislé obohacování po startu (obr. 39). Teploty motoru se často využívá er uk jemnému ovládání i u funkce př přer erušení př příí v odu paliva, tzn. že u stude-

D Í L N A

ného motoru k přerušení přívodu paliva nedochází vůbec nebo až po překročení vysoké meze otáček. Teplota motoru hraje důležitou roli vání př i ak cei pro funkci obohaco obohacování akceler aci (v závislosti na změně signálu leraci zatížení za určitou dobu), kde spoluurčuje velikost obohacení.

➠

P ok ud bby y neb yl k dis pozici okud nebyl k dispozici signál o t eplo tě mo u, pak bby y př o teplo eplotě mott or oru, přii ak celer aci se sstudeným tudeným mo em akceler celeraci mott or orem docház elo kkee „š k ubání“ (zahlcení) docházelo „šk mo u. mott or oru. Na teplotě motoru je závislá i lambda regulace. Tato regulace začíná teprve po překročení určené teploty (což není jen provozní teplota katalyzátoru).

➠

Př íliš br zkém zahájení Přii př příliš egulace bby y sstudený tudený molambda rregulace t or běž el neklidně nebo bby y se i zaběžel s t a vil. V řídicí jednotce automobilů s katalyzátorem je naprogramováno i omezení maximálního počtu otáček prostřednictvím zastavení vstřikování. K dalším funkcím naprogramovaným v řídicí jednotce patří vlastní program pro volnoběh a obohacování při plném zatížení, které závisí na počtu otáček a teplotě motoru. Program pro volnoběh může obsahovat i regulaci volnoběhu, pokud je místo ventilu přídavného vzduchu namontován stavěcí člen pro volnoběh. Tímto způsobem lze pak volnoběh regulovat s ohledem na jakékoliv pracovní podmínky motoru.

Celk o vý př ehled Celko přehled jení zapojení a schéma zapo Signály a možnosti zkoušení jsou na příkladu jednoduchého vstřikovacího zařízení L-Jetronic bez lambda regulace stručně znázorněny pomocí schématu zapojení na obr. 40. Jednotlivé piny řídicí jednotky jsou připojeny následovně: ● pin 1: signál ze svorky 1 (i na řídicí relé); ● pin 2: napětí z akumulátoru při sepnutém kontaktu pro volnoběh a aktivovaném řídicím relé;


19

P R A K T I C K Á

D Í L N A

Obr. 40. Schéma elektrického zapojení systému L−Jetronic.

● pin 3: analogicky jako pin 2, avšak při sepnutém kontaktu plného zatížení;

● pin 4: napětí z akumulátoru při spouštění přes svorku 50; ● pin 5: kostra;

● pin 7: napěťový signál z kontaktu jezdce, vždy v závislosti na otevření zavírací klapky mezi 1 až 10 V. Předpoklad: napětí z akumulátoru přivedeno na pin 9 od měř iče množství vzduchu; ● pin 8: napěťový signál od NTC v měřiči množství vzduchu mezi 8 až 10 V (v závislosti na teplotě); ● pin 9: akumulátorové napájecí napětí protékající řídicím relé; ● pin 10: výstup napětí z řídicí jednotky pro NTC, odpor mezi vytaženým konektorem řídicí jednotky (pin 10) a kostrou je asi 2,5 kΩ ± 10 % při 20 °C; ● piny 12, 24: ti-signál pro vstřikovací ventily; ● piny 13, 25: kostra; ● piny 6, 11, 14 až 23: neobsazeny. PŘI ZPRACOVÁNÍ BYLO POUŽITO ZAHRANIČNÍCH MATERIÁLŮ.

20


č er 4 ervv en 200 2004

Praktická dílna. Vstřikovací systémy zážehových motorů. utoexper. Servis Podvozek Organizace práce. Motor Systémy a příslušenství. Automobil od A do Z

Recommend Documents