5.2. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Második rész L-Jetronic rendszer I.)

Átírás

1 5.2. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Második rész L-Jetronic rendszer I.) A Bosch elektronikusan irányított benzinbefecskendező rendszerei közül a legnagyobb darabszámban gyártott valószínűleg az L-Jetronic volt, amelyet igen sok járműtípusba (Pl. BMW, Opel, Fiat stb.) építettek be a 70-es évek végén és a 80-as évek első felében. A ma praktizáló autószerelő találkozhat még e rendszerekkel, és azt gondoljuk, mivel a későbbi integrált motorirányítóknak (pl. L-Motronic) is sok esetben ez az alapja, érdemes e keverékképzőt részletesen bemutatnunk. A rendszer általános jellemzői és felépítése Motorhajtástól független, szakaszos, kisnyomású benzinbefecskendező rendszer, amely a motor szívócsatornájába fecskendez motorciklusonként kétszer (tehát fordulatonként). Elektronikus irányítóegysége a motorterhelési jelet a motorlégnyelés alapján képzi. Az alaptípus analóg vezérlőegységgel irányított nem lambda-szabályzott keverékképző. A benzinbefecskendező főbb szerkezeti elemeit az 1. ábrán követhetjük nyomon. 1. ábra 1 Tüzelőanyag-tartály 2 Tüzelőanyag-szivattyú 3 Tüzelőanyag-szűrő 4 Elektronikus irányítóegység 5 Befecskendezőszelep 6 Nyomásszabályzó 7 Gyűjtőszívócső 8 Hidegindító szelep 9 Fojtószelep kapcsoló 10 Légnyelésmérő 11 Relékombináció 12 Időzített hőmérsékletkapcsoló 13 Motorhőmérséklet érzékelő 14 Gyújtáselosztó 15 Pótlevegő tolattyú 16 Akkumulátor 17 Gyújtáskapcsoló Természetesen az L-Jetronic benzinbefecskendező rendszer elemeit is négy különböző, de együtt működő fő alkatrészcsoportba sorolhatjuk. 1

2 1. A tüzelőanyag-rendszer főbb szerkezeti elemei, azok felépítése és működése A tüzelőanyag-rendszer (2. ábra) szerkezeti elemei közül a tartály, a szivattyú és a szűrő szerkezetileg megegyezik a D- Jetronicnál bemutatott elemekkel, ezért azokat nem közöljük. A befecskendező-, illetve hidegindító-szelep működésében megegyezik, de kialakításában eltér a D- Jet. rendszerben bemutatottól, ezért csak az alkatrészek szerkezeti vázlatait adjuk meg, a magyarázat-leírás nélkül. 2. ábra 1 Tartály 2 Szivattyú 3 Szűrő 4 Elosztócső 5 Nyomásszabályzó 6 Befecskendezőszelep 7 Hidegindító szelep Befecskendezőszelep Hidegindító szelep 1 Szűrő 2 Villamos csatlakozó 3 Tekercs 4 Nyomórugó 5 Vasmag 6 Szeleptű 7 Befecskendezőcsap 1 Villamos csatlakozó 2 Tüzelőanyag-bevezetés 3 Vasmag 4 Tekercs 5 Örvényfúvóka 6 Szelepülés 4. ábra 3. ábra 5. ábra Nyomásszabályzó A rendszerben a nyomást ez esetben is egy lapszelepes, membrános kivitelű nyomásszabályzó állítja be. A D-Jetronictól való fő eltérés az, hogy ennél a rendszernél mivel az elektronikus irányítóegysége a szívócsőnyomást nem érzékeli a szabályzó membrán alatti teret összekötik a szívócső fojtószelep mögötti terével. Ez azt eredményezi, hogy a rendszer- 1 Tüzelőanyag bevezetés 2 Visszafolyás 3 Lapszelep 4 Szeleptartó 5 Membrán 6 Nyomórugó 7 Szívócső csatlakozás 2 nyomás a szívócsőnyomástól fog függeni. (Ha a szívócsőnyomás csökken, ugyanannyival csökken a rendszernyomás is.) Ezáltal a befecskendezett mennyiség csak a befecskendező szelep nyitvatartási idejétől függ. (A befecskendező szelepen a benzináramlást létrehozó két oldal között a nyomáskülönbség üzem közben állandó.)

3 2. A levegőrendszer főbb szerkezeti elemei, azok felépítése és működése 6. ábra A 6. ábrán a levegőrendszer főbb szerkezeti elemeit láthatjuk. A szűrőt követően a levegő a később bemutatásra kerülő légnyelésmérőbe jut, amely az ECU-t a motor pillanatnyi légnyeléséről és a beszívott levegő hőmérsékletéről informálja. A közös szívócső szakaszban helyezkedik el a fojtószelep. 1 Levegőszűrő 5 Pótlevegő tolattyú Azt két úton kerülheti meg a levegő. 2 Légnyelésmérő 6 Alapjárati keverékösszetétel- Egyrészt hideg motor mellett a nyitott 3 Levegő-hőmérséklet állító csavar pótlevegő tolattyún áramolhat levegő. érzékelő 7 Alapjárati fordulatszám- A bimetállos, motorhővel és elektromosan is fűtött pótlevegő tolattyú műkö- 4 Fojtószelep állító csavar dését a D-Jetronic rendszer ismertetésekor már bemutattuk. Most csak jelleggörbéjét (7. ábra) közöljük, amelyen hőmérséklete függvényében a rajta átáramló levegő térfogatárama követhető nyomon. A fojtószelepet megkerülő felső csatornán a motor alapjárati üzemében áramlik számottevő levegő. Az állítócsavar az alapjárati fordulatszám beállítására szolgál. 7. ábra 3. A rendszer érzékelői, bemeneti információi Az elektronikus irányítóegység beavatkozóit a mérőérzékelők jelei és egyéb bemeneti információi alapján vezérli. A L-Jetronic elnevezésben az L betű ( Luft = levegő ) a levegőmennyiség mérésre utal. E rendszer tehát a motorterhelési jelet a légmennyiség érzékelése alapján képzi. A klasszikus L-Jetronic rendszer legjellegzetesebb alkatrésze a torlócsappantyús légnyelésmérő, amelynek felépítését és működését a szenzorok között elsőként ismertetünk. 8. ábra Torlócsappantyús légnyelésmérő és levegőhőmérséklet érzékelő Felépítése működése és jelleggörbéje 3 1 Érintkezőpálya 2 Érintkező (csúszka) 3 Fogazott rugóerő állító 4 Visszatérítő rugó 5 Potenciométer ellenálláshálózata A légnyelésmérő működésének alapelvét a 9. ábrán követhetjük nyomon. Az érzékelőn átáramló levegő torlónyomása erőhatást gyakorol a torlócsappanyúra, amely rugóerő ellenében (a visszatérítő spirálrugó a 8. ábrán látható) elfordul. A torlócsappantyú tengelyére egy potenciométer csúszkáját rögzítették, amely egy összetett ellenálláspályán (10. ábra) mozog. A csúszka a motor pillanatnyi légnyelésétől (a levegő térfogatáramától) függő feszültséget oszt le.

4 9. ábra nést idéz elő, és ez csökkenti a lengés amplitúdóját, tehát a jelfeszültség változását. A légnyelésmérő érzékelő-csatornáját egy állítható keresztmetszetű csatorna kerüli meg. Az ezen átáramló levegő mennyiségét a légmennyiség-szenzor nem méri be, ezért e keresztmetszet változtatásával tehát az állítócsavar elforgatásával az alapjárati keverékösszetétel változtatható. Ha például a csavart befelé csavarjuk tehát a csatornát szűkítjük a motor, bár ugyanannyi levegőt nyel, (hiszen ezt alapvetően a fojtószelep állása határozza meg) a torlócsappantyú tovább fog fordulni. Mivel ekkor az nagyobb motor-légnyelésről ad információt az irányítóegység ilyenkor a befecskendezési időt növelni fog- ja. A keverék tehát a csavar befele csavarására dúsul, kifelé csavarására ritkul. 1 Csúszkapálya 2 Vezetőrács A torlócsappantyúval egy kiegyenlítő csappantyút is egybeépítettek. Ennek szerepe egyrészt a visszaverődő nyomáshullám hatástalanításában van, másrészt a csillapításban is fontos szerepet játszik. Erősen szakaszos légnyelésnél pl. alapjárati fordulaton a torlócsappantyú e nélkül intenzív lengésbe jöhetne. A kiegyenlítő csappantyú ilyenkor a kiegyenlítőkamrában nyomás-növekedést, illetve nyomáscsökke- 1 Alapjárati keverékösszetétel-állító csavar 2 Megkerülő csatorna 3 Torlócsappantyú 4 Kiegyenlítőcsappantyú 5 Csillapítókamra A 10. ábrán a torlócsappantyús légnyelésmérő egyik változatának belső kapcsolási vázlatát és érzékelési jelleggörbéjét láthatjuk. Megfigyelhető, hogy a szenzor nem egy egyszerű lineáris csúszkapályával, hanem egy speciális alakú és szakaszokban ellenállásokkal söntölt összetett ellenálláspályával rendelkezik. Ez biztosítja a gyártás végén a söntellenállások jusztírozásával a légnyelésmérő kalibrálását. Belső kapcsolási lehetőségei A mellékelt ábrán a Bosch torlócsappantyús légnyelésmérőinek belső kapcsolási lehetőségeit láthatjuk. Az a c jelűek L-Jetronic rendszerekhez, a d e jelűek a Motronic-okhoz készültek. Mind az ötben megtalálható a levegőhőmérséklet érzékelő is (tº). Az a-c jelűek potenciométerei fedélzeti feszültségről működnek, ezért el- 11. ábra Forrás: AJAKSZ Szakkönyvtár lenálláspályájukkal sorba kötve előtétellenállást találunk, amely egyik kivezetésének potenciáljával informálja az ECU-t a szenzor pillanatnyi tápfeszültségéről. A b-c változatban a levegőhőmérséklet érzékelőt sorba kötötték a feszültségosztóval, ezért légmennyiség jele már a levegőhőmérséklettel kompenzált ábra

5 A a-b változatban található kapcsolót a torlócsappantyú elmozdulása zárja és a szivattyúrelé vezérlésére szolgál. Az a változatban található dióda az érintkezőket védi az önindukció által létrehozott ívtől. A d-e jelű változatok potenciométerei 5V-os stabil tápfeszültségről működnek (6 és 9, valamint 4 és 3 csatlakozások). Az e jelű változat a nem lambda-szabályzott Motronicokhoz készült és a második potenciométere az alapjárati keverék-összetétel beállítására szolgál. (A légnyelésmérőn lévő állítócsavar ekkor csak az alapbeállítást teszi lehetővé, majd azt ledugózzák.) A levegőhőmérséklet szenzort, amely egy nem lineáris NTK ellenállás a légnyelésmérőbe a levegő belépő oldalán egy műanyag védőkalitkában helyezték el. Jelleggörbéje a 13. ábrán látható. 12. ábra 13. ábra 1 Levegő-hőmérséklet jeladó Q L Levegő térfogatáram 3.3. Motorfordulatszám jel A bemutatás alatt álló benzinbefecskendező rendszer a motorfordulatszám jelet a gyújtóberendezés 1-31 pontjai között megjelenő feszültség alapján képzi. A primer oszcillogram alapfrekvenciája arányos a motorfordulatszámmal. (Pl. egy négyhengeres hagyományos elosztós gyújtású motornál a gyújtásfrekvencia kétszerese a másodpercenkénti motorfordulatszámnak.) 14. ábra 1 Gyújtáselosztó 2 Elektronikus irányítóegység 3.4. Motorhőmérséklet jeladó A motorhőmérséklet jeladó a hengerfejbe épített nem lineáris NTK ellenállás, amelynek jelleggörbéje gyakran azonos a levegőhőmérséklet szenzoréval Fojtószelep kapcsoló 15. ábra dúsításra használja fel. A fojtószelep tengelyén két kapcsolót tartalmazó fojtószelepszenzor helyezkedik el. Az úgynevezett alaphelyzet-kapcsoló egy érintkező zárásával a fojtószelep alaphelyzetéről (a gázpedál felengedett állásáról) informálja a motor ECU-t. A másik az úgynevezett teljes-terhelés kapcsoló a közel teljesen nyitott fojtószelep helyzetről informál, szintén egy érint- 1 Teljesterhelés kapcsoló 2 Kapcsolóbütyök 3 Tengely 4 Alaphelyzet kapcsoló 5 Elektromos csatlakozó kező zárásával. Az alaphelyzet-kapcsoló jelét a motorirányító például a tolóüzemi töltéslekapcsolásra, a teljesterheléskapcsoló jelét a teljesterhelés dúsí Időzített hőmérsékletkapcsoló A hidegindító szelep vezérlését az L-Jetronic rendszer is a hőidő-kapcsolóra bízza, amely a már megismert módon működteti azt. 5

6 3.7. Motorindítási jel Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerekről szóló első cikkünk bevezetőjében már írtunk arról, hogy különösen a hideg Otto-motorok indításánál milyen keverékképzési nehézségek állnak elő. Ebből világosan következik, hogy a motor ECU-nak ahhoz, hogy indításkor elő tudja állítani az optimális keveréket a motorindítás tényéről tudomást kell szereznie. Az L-Jetronic rendszer ezt az úgynevezett 50-es pont bevezetésével oldja meg, tehát az ECU ennek pontenciálját figyelve ismeri fel a motorindítást Fedélzeti feszültség (szelepfeszültség) jel Az elektromágnesesen működtetett befecskendező szelepek a rajtuk megjelenő feszültség hatására nem azonnal nyitnak, úgynevezett nyitáskésési idővel rendelkeznek. Ez abból adódik, hogy a szelepen az áram tekercsének induktivitása miatt csak exponenciális lefolyással növekszik, és a meghúzási áram elérésekor sem nyit tejes keresztmetszetre azonnal. Mivel az áramnövekedés sebességét a pillanatnyi szelepfeszültség befolyásolja, ezért a feszültségkorrekcióhoz a motor ECU-nak a pillanatnyi szelepfeszültséget ismernie kell. Az L-Jetronic rendszerben ezért a szelepek közös + pontjának potenciálját beviszik a motor ECU-ba, ez a szelepfeszültség korrekcióhoz bemeneti jelként szolgál A témakör harmadik cikke két hét múlva jelenik meg! 6