Tema 1. Managementul electronic al motorului. Controlul electronic

Studiind această temă, veți fi capabili:

să stabiliți factorii ce influențiază parametri funcţionali ai motorului.
să diferențiați sistemele de alimentare cu injecție a benzinei, comandate electronic.
să explicați interconexiunea dintre componentele sistemelor de alimentare cu injecție a benzinei.

1.1. Rolul sistemului de injeție

Sistemul de injecție reprezintă un sistem crucial în furnizarea corectă a combustibilului în camera de combustie a motorului cu ardere internă pentru a asigura o ardere eficientă și controlată.

Pentru a lucra, motorul pe benzină are nevoie de trei lucruri:

• aer • benzină • scânteie

Aerul este aspirat de motor prin corpul clapetei de acceleraţie. Benzina este adăugată la aerul din galerie cu ajutorul unui injector, astfel se formează un amestec de combustibil. Bujiile și un sistem electronic de control, vor genera scânteia în momentul cel mai oportun. Acest moment este esențial pentru eficiența motorului, putere și emisiile de gaze de eșapament.

Rolul sistemului de injecție este de a furniza combustibil fin atomizat în încărcătura proaspătă de aer. Cantitatea injectată este adaptată pentru fiecare regim de funcționare a motorului. Dacă raportul dintre aerul admis de motorul și benzina injectată este optimă amestecul carburant va arde complet, asigurând buna funcționare.

Buna funcționare a motorului este proprietatea acestuia de a-și păstra parametrii funcționali în timpul exploatării conform parametrilor stabiliți de producător.

1.2 Raport aer/combustibil

Când benzina se amestecă cu aerul, se formează un amestec de combustibil. De aceea, raportul de combustie aer/benzină este foarte important.

În funcție de fiecare regim de funcționare a motorului, amestecul de aer combustibil trebuie să ardă în totalitate.
Dacă raportul de combustie este ideal (stoichiometric), amestecul din camera de combustie va arde complet.
Dacă raportul se abate de la valoarea ideală în sus sau în jos a acestei valori, o parte din benzina nearsă sau aer ajung în gazele de evacuare.

Raportul teoretic/stoichiometric - cantitatea de aer necesara teoretic. Acesta reprezintă cantitatea în kg de aer necesară pentru a arde complet 1 kg de combustibil. Pentru a arde complet 1 kg de combustibil sunt necesare 14,8 kg de aer.

Distingem două tipuri de amestecuri:

Amestec bogat. Amestec cu o cantitate mai mare de combustibil, de exemplu 1:13.

Amestec sărac. Amestec cu o cantitate mai mica de combustibil, de exemplu 1:16, este cunoscut sub denumirea de amestec sarăc (aer în exces).

Coeficientul de exces de aer λ caracterizează raportul dintre cantitatea reală de aer din cilindru și cantitatea teoretică de aer necesară pentru realizarea unei arderi complete a combustibilului.

Consumul de combustibil, puterea dezvoltată și cantitatea de emisii, sunt factorii puternic dependenți de coeficientul de exces de aer și de amestecul de combustibil, în funcție de regimul de funcționare.

Relația de bază dintre coeficientul de exces de aer, momentul motor și consumul efectiv de combustibil este ilustrată în (figura 1).

Figura 1 lnfluența coeficientului de exces a aerului

Eficiența procesului de ardere poate fi influențat nu numai de coeficientul de exces al aerului, dar și de modul de formare a amestecului, care poate fi:

Injecție indirectă: formarea externă a amestecului;
Injecție directă: formarea internă a amestecului.

lnjecție indirectă. Procesul de amestecare a aerului și a combustibilului începe în afara camerei de ardere. Astfel, se alocă suficient timp formării unui amestec omogen în camera de ardere.

Se utilizează următoarele tipuri de sisteme de injecție:

lnjecție monopunct (SPI - Single-point Injection)
lnjecție multipunct (MPI -Multipoint Injection)

Injecția monopunct reprezintă un sistem de injecție dirijat electronic, în care injectorul electromagnetic injectează intermitent combustibil în colectorul de admisie în fața clapetei de accelerație (figura 2).

Datorită căilor de admisie care au lungimi diferite, există posibilitatea apariției unei distribuții neuniforme a combustibilului, către toți cilindrii. Turbulențele din interiorul galeriei de admisie și temperaturile reduse din interiorul acesteia, duc la apariția condensului, ducând astfel la amestecuri inegale.

Injecția monopunct au caracteristici inferioare în ceea ce privește formarea amestecului. În schimb, au o construcție mult mai simplă decât sistemele multipunct.

Figura 2 Schița sistemului de injecție monopunct indirectă

1. Colector de admisie, 2. Clapetă de accelerație, 3. Combustibil, 4. Filtru de aer, 5. Aer, 6. Injector, 7. Amestec aer-combustibil.

lnjecție multipunct (figura 3). Fiecare cilindru are câte un injector amplasat, de regulă, înaintea supapei de admisie. În acest caz, căile de admisie sunt egale pentru fiecare cilindru, asigurând o distribuție uniformă a combustibilului. Se reduce fenomenul de depozitare pe pereții cilindrului și scade emisiile.

Figura 4 Schița sistemului de injecție

directă

1. Combustibil, 2. Clapetă de accelerație, 3. Filtru de aer, 4. Aer, 5. Colector de admisie, 6. Rampă comună, 7. Injecto

Figura 3 Schița sistemului de injecție multipunct indirectă

1.Colector de admisie, 2. Combustibil, 3. Clapetă de accelerație, 4. Filtru de aer, 5. Aer, 6. Rampă comună, 7. Injector, 8. Amestec aer-combustibil.

lnjecție directă (DI - Direct Injection) (figura 4). Sunt întotdeauna sisteme multipunct. Combustibilul este pulverizat de injectoare (maximum 120 bar) cu comanda electronică, direct în camera de ardere. Acolo, în funcție de dispunerea motorului și a regimului de funcționare, se formează un amestec omogen împreună cu aerul admis.

lnjecția directă elimină factorii care duc la ineficiența producerii amestecului. Astfel este prevenită apariția combustibilului pe pereții cilindrului, precum și distribuția inegală a combustibilului în camera de ardere. Procesul de injecție directă are o importanță deosebită asupra sistemului electronic de control a injecției.

1.3. Sincronizarea injecției. Temporizarea scânteii bujiei

Sincronizarea injecţiei. Arborele cotit al motorului se roteşte sute de mii de ori pe minut. Deoarece turaţia lui este foarte mare, durata de injecţie a benzinei este foarte scurtă şi trebuie să fie foarte precisă.

Sfârşitul injecţiei este fix dacă supapa de admisie se închide, iar amestecul aer/benzină trebuie să fie prezent în cilindru. Pentru a injecta o cantitate mică de benzină durata de injecţie este foarte scurtă. Pentru o cantitate mai mare de benzină și a avea cantitatea dorită, injecţia începe mai devreme.

Temporizarea scânteii bujiei. Amestecul aer/benzină este aprins cu ajutorul unei bujii de aprindere. Bobina de inducţie generează o tensiune foarte mare, creând astfel o scânteie între electrozii bujiei.

Bujia aprinde amestecul chiar înainte de punctul mort inferior. Dacă amestecul se aprinde la timp, presiunea creată pe piston imediat după punctul mortului inferior are valoarea maximă. Dacă amestecul este aprins, mai devreme sau mai târziu presiunea pe piston va fi mult mai mică.

Pentru ca un motor pe benzină să funcţioneze corect, sunt importante următoarele lucruri:

• Raportul amestecului aer/benzină.

• Momentul în care benzina este adăugată la aerul aspirat.

• Momentul în care amestecul este aprins.

Nu puteţi urmări toate aceste lucruri deoarece se întâmplă prea multe lucruri în același timp. De aceea, unitatea de control foloseşte senzori şi actuatori pentru a controla şi regla injecţia şi aprinderea amestecului (figura 5).

Figura 5 Schița sistemului de control al injecţiei şi aprinderii amestecului carburant

Pentru funcţionarea corectă a motorului toţi senzorii şi actuatoarele necesari sunt conectați la o unitate electronică de comandă, care gestionează electronic funcționarea motorului cu ardere internă.

Unitatea/Sistemul de gestionare și control funcţionează pe principiul de: intrare, procesarea, ieșire.

Intrare

Senzorii colectează informaţii şi le transmit unității electronice de comandă sub formă de semnale electrice de tensiune

Procesare

Unitatea electronică de comandă procesează informaţiile conţinute în semnalele recepţionate şi compară valorile curente cu valorile stocate în cartografiere;

se calculează astfel modul de acţionare corespunzătoare a actuatoarelor.

Ieșire

Actuatoarele în cauză, ex. injectoare, sunt operate de unitatea electronică de comandă

Întrebări de autoevaluare

Care este rolul sistemului injecției de benzină?
Ce înțelegeți prin raportul teoretic de amestec?
Care sunt caracteristicile fiecărui tip de amestec: sărac, bogat și stoichiometric?
Care sunt principalele subsisteme ale unui sistem de injecție cu benzină? Enumerați principalele componente.
Care sunt caracteristicile injecției directe și indirecte de benzină?
Cum poate unitatea electronică de comandă să modifice cantitatea injectată de combustibil?
Cum influențează momentul aprinderii amestecului carburant asupra funcționării motorului cu ardere internă?
Ce utilizează unitatea electronică de comandă pentru asigurarea funcționării optime a motorului cu ardere internă?

Fișa de lucru 1.pdf

Page updated

Google Sites

Report abuse