Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései

Átírás

1 Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései Dr. Szabó József Zoltán egyetemi docens Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Fszt. 29.

2 4. Előadás Elektronikus szabályzású karburátorok Szabályzás technikai alapfogalmak Benzinbefecskendezés

3

4 Növekvő igények, a közlekedés volumenének növekedése Karburátor segédberendezések fejlesztése A VÉGEREDMÉNY BONYOLULT NEHEZEN ÁÉTTEKINTHETŐ PORLASZTÓ BERENDEZÉS

5 Az elektronikus szabályozás Azért került bevezetésre, mert a vásárlók egyre különlegesebb és egymásnak ellentmondó igényeket (gazdaságosság, teljesítmény, komfort, stb.) egyszerre támasztottak, ettől a karburátorok egyre bonyolultabbak lettek A bonyolult mechanikus szerkezetek érzékenyek voltak a beállításra, kis gyártási, vagy beállítási hiba kényszerleálláshoz vezetett A sok kütyü időnként összebeszélt, a mechanikus szerkezetek nem tudták megfelelni az egyre rövidebb időknek Alapvetően mást kellett keresni a megoldásra, mint az egyre bonyolultabb sajtszerű mechanikus, furatos szerkezet A túlbonyolítás feloldása csak valamilyen teljesen új rendszerrel volt lehetséges ez a dolog a karburátorok egyes funkcióinak elektronika segítségével történő szabályozása

6 Az első próbálkozás a BOSCH Eco-tronic karburátora volt Hybrid rendszer Hagyományos mechanikára ráültetett elektronika Az alakja még hasonló, szerkezeti részek nagy része is ugyanúgy megtalálható A lelke a gördülő membrán. Az alsó tér furattal a környezeti nyomást veszi figyelembe A felső teret két elektronikusan állított szelep szabályozza a keverőtorok előtti és utáni depressziótól függően A rugó ellenében a membrán beáll valahová és ezt a helyzetet potméteren keresztül vissza is tudja jelezni

7 Bosch Eco-tronic Kéttorkú karburátor az alapja, amikor levesszük a gázról a lábunkat, akkor lép működésbe a szabályzás az indítást, alapjáratot és a toló-üzemet ellenőrzi Ha nem megfelelő egy beállított érték be is avatkozik a pneumatikus működtetésű szerkezettel

8 BOSCH ECO-TRONIC Schematic of an electronically controlled carburetor (). 1 ECU, 2 Temperature sensor, 3 Carburetor, 4 Throttle actuator, 5 Choke actuator, 6 Choke valve, 7 Idle switch, 8 Throttle valve, 9 Throttle potentiometer

9 Bosch Eco-tronic A feladatok egy részét kiveszik az ember és a mechanikus szerkezetek irányítása alól, mégpedig az üzemi körülmények figyelembevétele mellett A pillangó szelep állására már nem csak a gázpedál, hanem gördülő membrán is hatással van

10 Bosch Eco-tronic Itt jelentek meg először a szenzorok és aktorok (aktuátor) érzékelők és beavatkozó elemek

11 Eco-tronic rendszer A rendszer láthatóan mindkét irányba kommunikál Bemenő jelek (szenzorok): levegő-, hűtővíz-hőm, fordulat, pillangó szelep állás, lambda-szonda, gördülő membrán állás, automata váltó állás, klíma működés Kimenő jelek(aktorok): gördülő membrán szelepek, keverék előmelegítés, indító csappantyú

12 Szabályozás technikai alapfogalmak Rendszer irányítása : - amikor egy műszaki folyamatba beavatkozunk annak elindítása, fenntartása, módosítása, leállítása érdekében A rendszernek bemenő és kimenő adatai vannak, melyek anyag, energia, információ típusúak lehetnek A bemenő anyagot, energiát, információt kedvünkre úgy változtatjuk, hogy a kimenő jel számunkra megfelelő legyen Fontos szerepe van a visszacsatolásnak, mivel meg kell győződni arról, hogy a változtatás helyes, illetve elegendő volt-e?

13

14 Jelek Jel: - kémiai, mechanikai, fizikai állapot meghatározó. Információ szerzésére, továbbítására, tárolására szolgálnak. Általában villamos jelek, ha nem akkor azzá alakítjuk őket, mert ezek kezelhetők a leggyorsabban és legjobban Kétfajta jel létezik : analóg és digitális Analóg jel : v.milyen függvénykapcsolat szerint változik Digitális jel : - numerikus információ

15

16

17

18 Vezérlés : nem kap visszajelzést, nyílt lánc, figyelembe veszi a zavaró tényezőket is, ha nincs zavarás, a vezérlési eltérés=0

19 Szabályzás: mindig van visszacsatolás, zárt lánc, mindig vannak labilis helyzetei, eltérés is mindig van, ez tartja fenn a szabályzó kört

20 Benzin befecskendező rendszerek fajtái Benzin befecskendező rendszerek: Közvetlen befecskendezés Közvetett befecskendezés: Befecskendezés szívócsatornába Befecskendezés szívócsőbe

21 Központi befecskendezés szívócsőbe Single-point fuel injection 1 Fuel, 2 Air, 3 Throttle valve, 4 Intake manifold, 5 Injector, 6 Engine.

22 Hengerenkénti (Multipoint) befecskendezés szívócsatornába (Mutipoint) Multipoint fuel injection 1 Fuel, 2 Air, 3 Throttle valve, 4 Intake manifold, 5 Injectors, 6 Engine.

23 Befecskendezés szívócsatornába A nyitott vagy zárt szívószelepre fecskendezünk A keverék mindkét esetben (de zártnál jobban) hűti a szelepet Nagy előny, hogy a friss üzemanyag belső hűtést biztosít a motornak (Bánki) Van ideje a keveréknek jól elkeveredni, homogénebb keverék tökéletesebb égést biztosít, káros-anyag csökken

24 Befecskendezés szívócsőbe A szelep és a szívócsatorna előtt több hely van a tökéletesebb keveredésre, a homogénebb keverék javítja a literteljesítményt, csökkenti a fogyasztást és a károsanyag kibocsátást A szívócsatornában egy keverék felhő alakul ki, ebből szív a motor Van némi tehetetlensége, mert a változtatáshoz több idő kell, de keveredés szempontjából ez a legjobb

25 Közvetlen befecskendezés Hasonló a Diesel motorhoz Nagyon lecsökken a keveredésre szolgáló idő Nagyon jónak kell lenni a porlasztásnak Diesel-hez hasonló alakos dugattyú, speciális égéstér szükséges A keverék kialakulása a dugattyú felfelé haladása idején történik, ezért nagyobb nyomást kell fenntartani a jó porlasztás érdekében (10-40 bar) az új rendszerek már 200 bar felett

26 Közvetlen befecskendezés - hengerbe

27 A befecskendezéses rendszer előnyei a porlasztóhoz képest: 1. Jobb lesz a feltöltés: a levegőáramot nem fojtják a szűkítések; nagy szelep összenyitás lehetséges, ami jó öblítést biztosít; elmaradhat a keverék előmelegítése; a szívócsövet a legjobb töltésnek megfelelően lehet alakítani 2. A nagyobb sűrűségek felé tolódik a kopogási határ (detonációs, önállóan kialakuló, nagy nyomásokat létrehozó égés). Minden henger azonos mennyiségű keveréket kap; a hengert a párolgó benzin hűti; a nagy szelepösszenyitás miatt a forró égéstermékek jobban eltávolíthatók; olyan keverékelosztás valósítható meg, ahol a gyújtógyertyáknál a keverék dús, az égéstér többi részében szegényebb 3. Nő a literteljesítmény - kb. 10%-kal

28 A befecskendezéses rendszer előnyei 5. Csökken a fajlagos fogyasztás, (csak annyit fecskendezünk be amennyit a motor igényel) a sűrítési arány tovább növelhető öblítéskor nincsenek tüzelőanyag-veszteségek; a keverék bizonyos mértékig szegényíthető anélkül, hogy az égés rendellenességet okozzon (kopogási határ eltolódása); kényszerüresjáratban tüzelőanyag-fogyasztás nincs, a befecskendezés elmaradhat; nem szükséges külön (pl. dugattyús) gyorsító berendezés, amely a keveréket indokolatlanul dúsítja

29 A befecskendezéses rendszer előnyei 6. Nincs benzin lecsapódás a szívócsőben hideg indításkor 7. Optimális tüzelőanyag-ellátás lehetősége a teljes jellegmezőben. A benzinmennyiség és a levegőmennyiség aránya minden terhelésnél és fordulatszámnál pontosabban szabályoz- ható. 8. Jobban kezelhetők a kipufogó gáz összetevők 9. Jobb gyorsítási és tolóüzemi (motorfék) viszonyok 10. Kisebb a helyigénye

30 Befecskendező rendszerek fejlődése Mechanikus és hidromechanikus rendszerek 1967 D-Jetronic : - külön mechanikus hajtást igénylő közvetlen befecskendező rendszerek (Merci 300SL) a benzin kenőképességének hiánya miatt fulladt kudarcba összerágtak az alkatrészek az adagolóban, mert külön kenéssel sem tudták megoldani 1970 Lucas Mark III : még ugyanezzel a módszerrel próbálkozik, kicsivel hosszabb élettartam Mechanikus befecskendezők külső hajtás nélkül (K-Jetronic, Pierburg, Zenith-CL), ezek hidromechaikus rendszerek, de még elektronika nélkül

31 Befecskendező rendszerek fejlődése Elektronikus vezérlés Bosch D-Jetronic ( ) : D- Druck levegőáram nyomás különbségéből veszi a jelet azaz ebből állapítja meg a motor által beszívott légtömeget. L-Jetronic ( ) : (L luft levegő mennyiség mérés ingaszerű szerkezettel.) L3-Jetronic ( ) : ez volt az első szerkezet, ahol az analóg villamos jelet felváltotta a digitális LH-Jetronic ( ) : - légmennyiség mérés hődrótos megoldása, gyakorlatilag már ezt is elektronikus úton oldják meg KE-Jetronic ( ) : : gyakorlatilag elektronikusan rezgették a szerkezetet a tolattyúk beragadásának kiküszöbölésére, a mechanika hasonló, elektronikus a vezérlés is Mono-Jetronic ( ) : a mono arra utal, hogy egy polasztó szolgál ki minden hengert nem biztos, hogy minden henger egyforma mennyiséget kap

32 Befecskendező rendszerek fejlődése, teljes elektronikus vezérlés Ezekre a berendezésekre az jellemző, hogy nem csak a befecskendezést, hanem az egész autóra kiterjedő összes elektronikus szenzort és aktort (váltó, hőmérséklet szondák, motor és kerék fordulatszám, λ-szonda, féknyomás, stb.) egy számítógép irányít és optimalizálja a különféle rendszerek működését. Bosch M Motronic ( ) KE-Motronic ( ): - KE-Jetronic átalakítása Mono-Motronic ( ): ME-Motronic ( ): - itt vezették be az E-gázt MED-Motronic ( ):