Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései

Átírás

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

2 7. Előadás Elektronikus Benzinbefecskendezés Motronic - motorirányítás

3 Elektronikus benzinbefecskendezés Fő vezérlési paraméter: szívócsőnyomás 60-as és 70-es évek

4 Elektronikus benzinbefecskendezés Fő vezérlési paraméter: légmennyiség 70-es és 80-as évek

5 Elektronikus benzinbefecskendezés Motormanagement : Motronic ML-től az MED 7-ig sorozatgyártás kezdete: a 80-as években

6 Elektronikus benzinbefecskendezés Fő vezérlési paraméter: szívócsőnyomás 60-as és 70-es évek Fő vezérlési paraméter: légmennyiség 70-es és 80-as évek Motormanagement: a Motronic ML-től az MED 7-ig sorozatgyártás kezdete: a 80-as években

7 Elektronikus benzinbefecskendezés történelme 1967 D - Jetronic 1979 Motronic ML 1972 L - Jetronic 1986 Motronic M 1981 LE - Jetronic 1989 Mono Motronic MA 1981 LE - Jetronic 1994 Motronic MP 1985 LH - Jetronic 1995 Motronic ME 1983 L3 - Jetronic 1998 Motronic ME Mono - Jetronic 2000 Motronic MED

8 Besorolás (csoportosítás) Hogyan lehet csoportosítani a Jetronic / Motronic rendszereket? Szempont a) befecskendezés módja: Szívócsőbefecskendez és Közvetlen benzinbefecskendezés többpontú befecskendezés központi befecskendezés

9 Besorolás (csoportosítás) Hogyan lehet csoportosítani a Jetronic / Motronic rendszereket? Szempont a) b) optimalizálás fogyasztás csökkentése károsanyag mennyiség alacsony ár nagy teljesítmény

10 Benzinmotorok motor irányító rendszereinek fejlődése

11 Integrált motorvezérlési rendszerek (hengerenkénti befecskendezéssel) Bosch Motronic A keverékképző és a gyújtási rendszerek részfeladatokat oldanak meg: Lényegében közösen határozzák meg az égés minőségét A Motronic rendszer e kettőt mint integrált motorvezérlési rendszer egyesíti. A befecskendezési és gyújtási rendszert közös optimali-zálási kritériumoknak megfelelően számítógép vezérli.

12 Motronic

13 Bosch- Motronic jellemzői A Motronic egyesített gyújtási és benzinbefecskendezési rendszer első alkalmazásai már 1979-ben megjelentek. A rendszerek közös jellemzője a hengerenkénti, alacsony nyomású, szakaszos szívócsőbefecskendezés, egyéb kérdésekben az alkalmazott megoldások igen nagyszámú változatot foglalnak magukba. Napjainkban gyakorlatilag minden új jármű, valamilyen hasonló rendszer irányítással rendelkezik.

14 Példa: Motronic rendszer áttekintése

15 A MOTRONIC rendszer fontosabb jellemzői az integrált, mikroszámítógép-vezérelt egységek lehetővé teszik szenzorok, jelátalakítók és jelfeldolgozók közös felhasználását. Az egyes részrendszerek által kiszámított mennyiségek együttes felhasználása, valamint az azonos mérési adatok feldolgozása lehetővé teszi a kipufogógáz, a fogyasztás és a menettulajdonságok szempontjából részben ellentmondó célkitűzések lehető legjobb számításba vételét. Lehetségessé válik a menettulajdonságok lényeges rosszabbodása nélkül a minimális káros- anyag-kibocsátás megvalósítása is. E rendszer lényeges alkotóelemei: szenzorok a motor állapotát jellemző mennyiségek érzékelésére, vezérlőegység a digitális jelfeldolgozásra, állítótagok a gyújtó-és a befecskendező impulzusok előállításához, az alapjárati pótlevegőhöz, a kipufogógáz visszavezetés arányához, a levegő-, az üzemanyag- és a nagyfeszültség szabályozó körhöz.

16 Részrendszerek gyújtás befecskendezés λ-szabályozás adaptív elővezérléssel, alapjárati keverékszabályozás tolóüzemi kapcsolás sima átmenetekkel kipufogógáz-visszavezetés az időben változó folyamatok nyomaték vezérlése komfort és biztonsági rendszerek öndiagnosztika

17 A motorvezérlés alapelve Alapjelek Módosító jelek

18 A Motronic rendszer blokksémája Az üzemi adatok érzékelése : A szenzorok érzékelik az állapotjellemzőket, mint pl. a fordulatszámot, a lég- áramot, a kipufogógáz-összetételt, a hőmérsékletet stb. A motor fordulatszámának és a forgattyús-tengely állásának érzékeléséhez az indító-fogaskerék fogai vagy egy speciális adótárcsa (fordulatszám-és referenciajelszenzorral) induktív szenzorral letapogatott jele szolgál. Az üzemi adatok feldolgozása : A motor állapotjellemzőit, valamint a motor környezetéből származó további jeleket (hajtómű segédberendezések, vezető) a vezérlőegység dolgozza fel a körülményektől függően a megfelelő zavar- szűrő kapcsolások segítségével, analóg- digitális átalakítón keresztül, vagy digitális jelek esetében közvetlenül a számítógéppel. A kimenő mennyiségeket a számítógép a programban megadott előírás szerint kiszámítja.

19 Jelleggörbék A Motronic több jelleggörbe-sereget tartalmaz, amelyek a fordulatszám és a terhelés vagy a fordulatszám és az akkumulátorfeszültség függvényei. Ezek a következők: a gyújtás, a befecskendezés, a melegedés, a gyorsítási dúsítási, a lambdaszabályozási és a zárószögjelleggörbe-sereg. A zárószög a fordulatszámtól és az akkumulátorfeszültségtől függ, és a gyújtás teljesítményadatait határozza meg. A többi jelleggörbét a fordulatszám és a terhelés függvényében adják meg. Ezek segítségével a motortól függő paraméterek külön-külön úgy illeszthetők az egyes fordulatszám - terhelés tartományokban, hogy más résztartományba más paramétert hátrányosan nem befolyásolnak. 1. Gyújtásszög, 2. Záró szög, 3. (1/λ), 4. Az alapjárati állító nyitási viszonya, 5. A kipufogógáz- vissza vezetés (AGR) szelepállása, 6. Gyorsítási dúsítás

20 Bosch Motronic MAP-szenzorral

21 Bosch Motronic hőfilmes légtömeg mérővel

22 Motronic rendszerek Bosch szerinti jelölése, példa Megjelölés: MED M = Motronic E = Elektronikus gázadás D = Közvetlen befecskendezés (Direkteinspritzung) 7. = Változat 5.10 = Fejlesztési fok

23 Bosch Motronic rendszer A rendszer típusjelölései a Bosch Motronic 1.0, 1.2, 1.3, 1.5, 1.7, 1.8, 2.5, 2.7, 2.8 (2.8.1 és 2.8.3), valamint a 3.1 és 3.3 vezérlési rendszerek. Közös jellemzőjük a többségében 35, 55 ill. 88 kapcsú vezérlőegység csatlakozás. A gyártási időszak évek. A további csoport elemei az MPi jelölést kapták. Ismert tagjai ennek a csoportnak: MP 3.1, 3.2, 4.1, 5.1 (5.1.1). Az MP 4.1 rendszerhez 35-kapcsú vezérlőegység tartozott, az 1.7 és az MP 3.1 rendszerek 88-kapcsú vezérlőegységgel és DIS rendszerű gyújtással működtek. Az ME jelölésű, a legújabb gépkocsi modelleknél alkalmazott rendszereknél a teljes motorvezérlési rendszerbe beépült az elektronikus teljesítményszabályozás (közismert nevén az E-gáz részrendszer is). Ez a megoldás további mechanikus elemek elhagyását teszi lehetővé, tovább javítva ezzel a rendszer működtetésének pontosságát és megbízhatóságát A Bosch Motronic motorvezérlési rendszereket több gépjárműgyártó alkalmazta és alkalmazza ma is. Legfontosabbak ezek közül a BMW, a Volkswagen, a Citroén, a Peugeot, a Fiat, az Alfa Romeo, a Lancia, az Opel és a Volvo

24 Korszerű közvetlen befecskendezéses rendszerek

25 Bosch Motronic MED integrált motorirányító rendszer általános felépítése Forrás: Bosch 1 Aktív szenes benzingőztároló 2 Regeneráló szelep 3 Nagynyomású tápszivattyú (HDP-2 beépített mennyiség szabályzóval) 4 Szelepvezérlés-állító és érzékelő 5 Gyújtótekercs a beépített végfokkal és a gyújtógyertyával 6 Hőfilmes légtömegmérő beépített hőmérsékletszenzorral 7 Fojtószelepegység EGAS 8 Szívócsőnyomás érzékelő 9 Tüzelőanyag-nyomás érzékelő 10 Elosztócső (rail)

26 Példa a Bosch Motronic MED integrált motorirányító rendszer általános felépítésére Forrás: Bosch 11 Vezérműtengely vonatkoztatási jeladó 12 Szélessávú lambdaszonda 13 EGR szelep 14 Befecskendezőszelep 15 Kopogásszenzor 16 Motorhőmérséklet érzékelő 17 Motor-közeli (elő) katalizátor 18 Lambda-szonda (ugrásszonda) 19 Fordulatszám és vonatkoztatási jeladó 20 Elektronikus irányítóegység

27 Példa a Bosch Motronic MED integrált motorirányító rendszer általános felépítésére Forrás: Bosch 21 CAN csatlakozás 22 MIL lámpa 23 Diagnosztikai csatlakozó 24 Immobilizer vezérlőegység csatlakozás 25 Gázpedálállás érzékelő 26 Tüzelőanyag tartály 27 Elektromos tápszivattyú-egység 28 Kipufogógázhőmérséklet érlékelő 29 Főkatalizátor (NO X tároló és hármas hatású katalizátor) 30 NO X - szenzor (vagy lamda-szonda)

28 A tüzelőanyag-rendszer főbb szerkezeti elemei, azok felépítése és működése (HDP- 2 szivattyúval szerelt rendszer) Forrás: Bosch 1 Tüzelőanyag-tartály 2 Elektromos szivattyú 3 Szűrő 4 Alacsony nyomású nyomásszabályzó 5 Lezárószelep (nincs minden változatban) 6 Egyhengeres nagynyomású szivattyú (HDP-2) 7 Mennyiségszabályzó szelep 8 Nyomáslengés-csillapító 9 Elosztó- és tárolócső 10 Nyomáshatároló szelep 11 Csőnyomás érzékelő 12 Nagynyomású befecskendezőszelepek

29 Az alacsony nyomású rendszer felépítése és működése (Volkswagen) Forrás: Volkswagen AG 1 Motronic irányítóegység 2 PWM jel I. 3 Benzinszivattyú irányítóegység 4 PWM jel II. 5 Elektromos tüzelőanyagszivattyú 6 Tartály 7 Szűrő, beépített nyomáshatárolóval 8 Nyomásérzékelő 9 Fedélzeti vezérlőegységtől

30 A nagynyomású rendszer főbb szerkezeti elemei és azok működése 1 Nagynyomású szivattyú (HDP-1) 2 Alacsony nyomású csatlakozó 3 Nagynyomású cső Forrás: Bosch 4 Tüzelőanyag elosztócső (rail) 5 Befecskendezőszelep 6 Nyomásérzékelő 7 Nyomásszabályzó

31 Forrás: Bosch A befecskendezőszelepek és vezérlésük 1 Hozzávezetés finom szitaszűrőn keresztül 2 Elektromos csatlakozó 3 Nyomórugó 4 Tekercs 5 Szelepház 6 Fúvókatű a vasmaggal 7 Szelepülés 8 Szelepkivezető furat

32 A szelepek vezérlése Forrás: Bosch

33 Fojtószelep-működtető egység EGAS Forrás: Bosch 1 Gázpedálállás érzékelő 2 Motorirányító egység 3 Fojtószelep szögállásérzékelő 4 Fojtószelep-mozgató motor és hajtómű 5 Fojtószelep

34 Szívócső levegőterelő-szelep (terelőlapát) és működtetése 1 Szívócső 2 Fojtószelep 3 Szívócső levegőterelőszelep 4 Elválasztó fal Forrás: Bosch 5 Szívószelep

35 A levegőterelő-szelep működtetése 1 Vákuummal működtetett állítóelem 2 Helyzetérzékelő potenciométer 3 Szívócső alsórész 4 Szívócső levegőterelő-szelep 5 Szívócső felsőrész 6 Vákuumtároló 7 Visszacsapó szelep Forrás: Volkswagen AG 8 Vákuumkapcsoló szelep

36 Grundlagen Üzemmódok rétegezett töltésű

37 Grundlagen Üzemmódok - Homogénüzem teljes terhelés

38 Réteges keverék kialakulása

39 Homogén keverék

40 Füstgáz-visszavezető rendszer felépítés és működés 1 Motronic irányítóegység 2 Forrófilmes légnyelésmérő 3 EGR szelep és helyzetérzékelő potenciométer 4 Szívócső nyomásérzékelő 5 Fojtószelep-működtető egység Forrás: Volkswagen AG

41 Tüzelőanyag rendszer Az integrált Motronic rendszereknél a tüzelőanyag-bevezetésének módja gyakorlatilag megegyezik a Bosch L- és LH- rendszereknél korábban már megismertekkel. Az újabb gyártmányoknál a különálló hidegindító szelepet természetesen már nem alkalmazták, a teljes tüzelőanyag mennyiséget a hengerenként elhelyezett befecskendező szelepeken át juttatják be az égéstérbe

42 Levegő rendszer alapjárat szabályozás Torlasztólapátos légmennyiségmérő és hőhuzalos (hőfilmes) légtömegmérő alkalmazásával egyaránt találkozhatunk a Bosch Motronic motorvezérlési rendszereknél. A fojtószelep szögállását többnyire potenciométer érzékeli, de előfordul fojtószelep-kapcsoló alkalmazása is, mely utóbbi az alapjárati és a teljes nyitási helyzet azonosítására szolgál. Az alapjárati fordulatszám szabályozására a kivitelezett esetek többségében a Motronic rendszer elforduló mágnestekercset használ az alapjárati levegő adagolására. A megkerülő vezetékbe épített állítószelep kellő pontosságú alapjárat szabályozást tesz lehetővé.

43 Ford benzin üzemű motorvezérlő rendszer

44 Passat W8 motor ME G70/42 Légtömegmérő/Hőmérs. G28 Fordulatszám jeladó G62 Hűtőfolyadékhőmérséklet jeladó G83 Hűtőfoly.hőm. (hűtőből kilépö) G39 Lambda-szonda G108 Lambda-szonda 2 G130 Lambda-szonda, kat. után G131 Lambda-szonda 2 Kat. után G40/163/300/301 Hall jeladók G61/66/198/199 Kopogásérzékelő J338 Folytószelep egység G79/185 Gázpedál egység E45/227 Tempomat kapcsoló F/ F 47 Féklámpa/-pedál kapcsoló F36 Kupplungpedál kapcsoló G294 Nyomásérzékelő a fékerőnöveléshez G6 Üzemanyag szivattyú G186 Fojtószelep állító Befecskendező szelepek N30, 31, 32, 33,83, 84, 85, 86 Gyujtótekercsek N70, 127, 291, 292, 323, 324, 325, 326 Vezérműtengelyállító szelepek N 205, 208, 318, 319 N80 Aktívszén szűrő mágnesszelep N112 Szekunderlevegő szelep V101 Szekunderlevegő szivattyú J 271 Áramellátó relé V 36 Kiegészítő vízszivattyú F265 Termosztát fűtés Motorfelfüggesztés mágnesszelep Hűtőventillátor V192 Vákuumszivattyú a fékerőnövelőhöz SSP 44