Jak funguje vstřikovací motor?
Vstřikovací motor je poměrně složitý mechanismus, který je třeba dobře vyladit, aby z něj byl co nejlepší výkon. Článek podrobně popisuje princip činnosti vstřikovacího motoru.
Obsah článku:
-
Středem celého systému je ECU (Electronic Control Unit). Má mnoho jmen, „mozek“, „počítač“ atd. Ve skutečnosti ano, jedná se o počítač, který obsahuje obrovské množství tabulek o složení směsi, době vstřikování paliva a dalších věcech. Například pokud jsou otáčky motoru 1 500, škrticí ventil je otevřený o 10 stupňů a spotřeba vzduchu je 23 kg, pak do válce vstoupí jedno množství paliva. Pokud se změní vstupní parametry, bude výsledek jiný. Pokud se vyskytnou nějaké problémy s řídicí jednotkou, například firmware letí, pak všechno zapadne prachem, motor buď začne pracovat náhodně, nebo se úplně zastaví.
Tento prvek je instalován před vzduchovým filtrem, přímo na vstupu. Jeho provoz je založen na principu rozdílu ve čtení. Elektřina tedy prochází dvěma platinovými vlákny. Jejich odpor se mění v závislosti na teplotě. Jedno ze závitů je spolehlivě chráněno před proudem vzduchu, díky čemuž se jeho odpor nemění. Druhá je chlazena průtokem a na základě rozdílu hodnot podle stejných výše uvedených tabulek vypočítá ECU množství vzduchu.
Čidlo absolutního tlaku a teploty motoru (MAP)
Používá se buď jako alternativa, nebo ve spojení s výše uvedeným pro vyšší přesnost čtení. Stručně řečeno, má dvě komory, z nichž jedna je utěsněna a uvnitř má absolutní vakuum. Druhá komora je připojena k sacímu potrubí, kde se během sacího zdvihu vytváří podtlak. Mezi těmito komorami je membrána a také piezoelektrické prvky. Při pohybu membrány vytvářejí napětí. Poté signál jde do ECU.
Snímač polohy klikového hřídele (DPKV)
Když se podíváte na řemenici klikového hřídele vstřikovacího motoru, uvidíte na ní hřeben. Je to magnetické. Hroty jsou instalovány po celém obvodu. Mělo by jich být celkem 60, každých 6 stupňů. Ale dva z nich chybí, jsou potřebné pro synchronizaci. Snímač polohy klikového hřídele obsahuje magnetizované ocelové srdce a měděné vinutí. Když zuby procházejí vinutím, dojde k indukčnímu proudu, jehož napětí závisí na rychlosti otáčení řemenice.
Fázový senzor (DF)
Ne všechny motory byly předtím vybaveny, ale nyní je lze najít téměř všude. Funguje na principu Hallova senzoru, to znamená, že má disk s cívkou i slot. Jakmile slot zasáhne senzor, výstupní napětí na něm je nulové. Tento moment znamená horní úvrať kompresního zdvihu prvního válce. To je nezbytné, aby mohla ECU generovat napětí pro zapálení v požadovaném válci a také ovládat tahy. Aby se například během pracovního zdvihu neotevřela tryska.
Snímač klepání
Je instalován na bloku válců vstřikovacího motoru. Jakmile dojde k detonaci v motoru, jsou vibrace přenášeny blokem. Senzor je piezoelektrický prvek, který generuje napětí, čím silnější jsou vibrace, tím vyšší je napětí. Podle toho tedy ECU na základě svých údajů opravuje časování zapalování. Ale o tom později.
Snímač polohy škrticí klapky (TPS)
V podstatě se jedná o normální potenciometr. Referenční napětí na něm je obvykle 5 voltů. Takže v závislosti na úhlu, pod kterým je škrticí ventil vychýlen, se mění napětí na ovládacím terminálu. Je to jednoduché.
Čidlo teploty chladicí kapaliny (DTOZH)
Tento snímač je potřebný k určení teploty motoru. Pokud je na karburátorovém motoru potřeba jednoduše zapnout a vypnout elektrický ventilátor, pak je to složitější zařízení. Jedná se o tepelný odpor, jehož hodnota se mění s teplotou. V souladu s tím se napětí mění, jak prochází.
Senzor kyslíku
Je instalován ve výfukovém systému, existují systémy se dvěma senzory. Jeho úkolem je sledovat množství volného kyslíku ve výfukových plynech. Například pokud je ho příliš mnoho, znamená to, že celá směs nehoří, což znamená, že musí být obohacena. Pokud je kyslíku méně, než je uvedeno ve standardních tabulkách ECU, musí být vyčerpán.
Začněme s energetickým systémem. Je instalován v nádrži a dodává palivo do rozdělovače paliva pod tlakem 3,2 – 3,5 MPa. Tím je zajištěna vysoce kvalitní atomizace paliva do válců. Jakmile se zvýší otáčky motoru, zvýší se také chuť k jídlu, což znamená, že pro udržení tlaku musí být na kolejnici dodáno více paliva. Na příkaz řídicí jednotky se čerpadlo začne rychleji otáčet. Většina moderních automobilů z doby kolem roku 2013 je vybavena palivovým modulem, který zahrnuje čerpadlo a řadový filtr. To má významný dopad na náklady na výměnu filtru, protože je třeba vyměnit celý modul. Někteří výrobci v pokynech uvádějí, že modul je nainstalován po celou dobu životnosti automobilu, ale neměli byste věřit, že některý filtr vydrží déle než 2 sezóny.
Tryska
Poté, co palivo prošlo celým obvodem drátu, vstupuje do vstřikovače, který ho dávkuje do válce. Injektor je elektromagnetický ventil s velmi malým průměrem, který rozprašuje benzín do spalovací komory. ECU mění množství paliva, které je dodáváno, pomocí časových intervalů, zatímco je vstřikovač otevřený. Obvykle jsou to desetiny sekundy.
Škrticí klapka
Všichni jsme jednou viděli karburátor a podívali se na něj shora. Takže to mělo tlumiče, které blokovaly vzduch. Princip je zde stejný. Možná už není co říct.
Regulátor volnoběžných otáček (IAC)
Jedná se také o solenoidový ventil, jehož vřeteno uzavírá vzduchové potrubí, které obchází škrticí ventil. V závislosti na napětí, které do něj řídicí jednotka dodává, otevírá právě tento kanál.
Modul zapalování
V zásadě se jedná o stejnou zapalovací cívku, pouze jsou čtyři. Když proud prochází primárním vinutím, spíná se v sekundárním proudu vysokofrekvenční vysokonapěťový proud, který se dodává do svíčky.
Princip činnosti vstřikovacího motoru
Poté, co jsme zjistili hlavní součásti vstřikovacího motoru, podívejme se, jak to funguje. Poté, co startér zalomil klikový hřídel, DPKV řekl řídicí jednotce, který válec je v které poloze. Fázový senzor zase hlásil hodinové cykly. Řídicí jednotka tuto informaci vzala na vědomí a otevřela vstřikovač ve válci, ve kterém začíná sací zdvih. Otevřel jej však z nějakého důvodu, ale na přísně definovanou dobu, která podle tabulek odpovídá údajům DMRV nebo DBP. Tak vznikla pracovní směs.
Video: jak funguje spalovací motor se vstřikováním benzínu
Po ukončení sacího zdvihu zde začíná komprese, kdy dochází k sání v jiném válci. Zde píst dosáhne horní úvrati, jak je indikováno DPKV a DF, je čas přivést napětí do zapalovacího modulu na požadovaný válec. K tomu jsou v řídicí jednotce dva tranzistory, které přijímají dva válce.
Dále, když dojde k výbuchu, ECU sleduje hodnoty snímače klepání a upravuje časování zapalování pro další válec v průběhu kurzu. Ale to není vše. Poté, co plyny dosáhly kyslíkového senzoru, upraví řídicí jednotka složení směsi, konkrétně dobu otevírání vstřikovače, což umožňuje nejúčinnější využití paliva a jeho spalování. Pokud ECU detekuje nedostatek kyslíku, ale škrticí ventil zůstává otevřený, pak je regulace volnoběžných otáček mírně otevřená.
Senzor zahřátí motoru a teploty motoru
Tento bod stojí za zvážení samostatně, řekněme, toto je malé objasnění. Režim zahřívání motoru tedy nemá nic společného s údaji některých senzorů, to znamená, že na nich nic nezávisí. Jedná se zejména o DMRV a DBP, stejně jako snímač klepání. Blok, jak již bylo zmíněno, obsahuje určité tabulky, je jich spousta, miliony. Během zahřívacího režimu tedy ECU pracuje striktně podle těchto tabulek a nic jiného. To znamená, že pokud je poměr vzduchu a paliva 14,1: 1, bude tomu tak. Toto číslo je obecně přijatelné pro provozní teplotu. Dokud teplota motoru nedosáhne teploty zapsané do firmwaru řídicí jednotky, režim zahřívání se nevypne. Poté, co ECU začne pracovat na senzorech.
Co je lepší, vstřikování nebo karburátorový motor?
Tato otázka je docela kontroverzní, každý úhel pohledu má mnoho odpůrců a stoupenců jak mezi běžnými řidiči, tak mezi odborníky, kteří plně chápou princip fungování vstřikovacího motoru. Karburátorový motor se tedy vyznačuje jednoduchostí a transparentností práce. To znamená, že pokud mechanik nastavil volnoběžné otáčky, pak to tak zůstalo.
Pokud jde o vstřikovací motor, celá věc se odráží na včasné údržbě a také na kvalitě použitých dílů.
