5.4. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Negyedik rész )

Átírás

1 5.4. Benzinbefecsendező és integrált motorirányító rendszere (Negyedi rész ) Előző ét ciünben ismertettü a Bosch L-Jetronic rendszer általános felépítését, felsoroltu jellemzőit, részletesen bemutattu szerezeti elemeit, majd elemeztü villamos hálózatát. Az e rendszerről szóló harmadi ciün a digitálisan irányított L-típusú befecsendező (tehát nem a lasszius L-Jetronic) műödését tárgyalja. Példát özlün arra, hogyan épezi egy vezérlő a befecsendezési időt, tehát ismertetjü az említett rendszer műödését ülönböző üzemmódoban. 1. A befecsendezési idő épzése Az L-típusú befecsendező alapváltozatánál a befecsendező-szelepe egyszerre és motorfordulatonént fecsendezne, tehát azo : T 60 összefüggéssel meghatározható periódusidővel nyitna és zárna. n Az összefüggésben n a motor percenénti fordulataina száma. A vezérlőeletronia egy perióduson belül a szelepeet t i ideig vezérli nyitásra, amelyet bemenő információi alapján, például az alábbi összefüggéssel határozhat meg: t + t + i p ϑm ϑl F 2 U50 F 1 A épletben: a szelepésési orreció, a szelep nyitásésési és zárásésési ideje özti ülönbség. Nagysága a szeleponstruciótól függ, hozzávetőleges értée: 1 ms, t a befecsendezési alapidő, amely a pillanatnyi motorfordulatszám (n) és motorlégnyelés p (Q) függvénye, motorhőmérsélet orreció, amely nagysága a pillanatnyi motorhőmérsélettől és a ϑ m fojtószelep alaphelyzet-apcsolójána állásától függ. levegőhőmérsélet orreció, amely nagysága a pillanatnyi levegőhőmérsélettől függ, ϑ L teljesterhelési orreció, amely értéét a fojtótelep teljesterhelés-apcsolójána F 2 állása határozza meg, indítási és hidegjáratási orreció. E orrecióna indításor és indítást övetően U50 a motorhőmérsélettől függő ideig van szerepe. Nagyságát J m indítás előtti értée és a beindulástól eltelt idő befolyásolja. szelepfeszültség (fedélzeti feszültség) orreció. Nagysága a beapcsolt szelep pillanatnyi feszültségétől, vagy a fedélzeti feszültségtől függ. (Az említett ét feszültség, legtöbbször csa megözelítőleg azonos nagyságú.) F1 tolóüzemi orreció, amelyet n, J m és F pillanatnyi értée határoz meg. Fontos leszögezni, hogy a befecsendező szelepe tényleges nyitvatartási ideje t ie nem teljesen azonos t i - vel, mert a szelepe a vezérlőfeszültség megjelenéséhez épest csa ésve nyitna ez az ún. nyitásésési idő és iapcsolásuat övetően ésve zárna ez a zárásésési idő. A nyitásésési idő b. 1ms-mal nagyobb, mint a zárásésési. Ezt veszi figyelembe értéével. 1

2 2. A befecsendezési alapidő t épzése p A befecsendező szelepe nyitvatartási idejéne meghatározása szempontjából, az egyi legfontosabb anna ismerete, hogy a motor hengereibe egy cilusban, mennyi levegő erül, hiszen ehhez ell everni a szüséges benzin mennyiséget. Az L-típusú befecsendező a motorterhelési jelet, a motorlégnyelés érzéelése alapján határozzá meg. Ha az ECU ismeri, hogy időegység alatt meora mennyiségű levegőt szív be a motor, és tudja anna fordulatszámát, aor egy adott motornál e ét mennyiség hányadosa az egy cilusban beszívott levegő mennyiségével lesz arányos. Ez alapján az 1. ábra szerint épezhető a befecsendezési alapidő (t P ). Az ábrán a motor- t p (ms) n /min n /min n /min 0,35 0,7 1,05 1,4 1,75 2,1 2,45 1. ábra Q (m 3 /min) légnyelés függvényében a befecsendezési alapidő értéeit láthatju, ülönböző motorfordulatszámo esetén. Jól nyomon övethető, hogy azonos motorlégnyelés mellett minél isebb a fordulatszám, annál nagyobb a befecsendezési alapidő, hiszen egy cilusban annál több levegőt szív be a motor. Természetesen látható az is, hogy azonos fordulatszám mellett a nagyobb motorlégnyelés nagyobb befecsendezési időt igényel. A fent özölt össze- függésben láttu, hogy t P értéét orrigálni ell a további bemeneti jellemzőtől függő orreciós tényezőel. A orrecióat hatásu alapján ét csoportba sorolhatju. Azon orrecióat, amelyeet a rendszer a műödés során szorzótényezőént vesz figyelembe, (eze mértéegysége 1 ) multipliatív orreciós tényezőne nevezzü. Amelyeet az irányítóegység a befecsendezési idő épzése során hozzáad a befecsendezési időhöz,(tehát mértéegységü ms ) az additív orreciós tényező csoportjába sorolju. 3. Motorhőmérsélet orreció ϑ m 2. ábra 2 A bevezetőben már írtun arról, hogy a hideg motoro üzemeltetésénél a everéből, főleg ha hosszú a everéépzési út a benzin egy része lecsapódi a hideg motoralatrésze (pl. szívócső, szívócsatorna, dugattyútető) falára. Ez everéelszegényedést eredményezne, amely ellen everédúsítással védeezi a rendszer. Az eletronius irányítóegység a 2. ábra szerint a motorhőmérsélettől és a fojtószelep alaphelyzet-apcsolójána állásától függően egy multipliatív orreciós tényezőt épez. Enne hatására b. 80 ºC a-

3 latt a rendszer emeli a befecsendezett mennyiséget. Ezzel megfelelő mértében eldúsítja a everéet, ellensúlyozza a lecsapódást, megszünteti a hidegüzemben előálló everéépzési nehézségeet. 4. Levegő-hőmérsélet orreció ϑ L 3. ábra A levegő hőmérsélete változtatja anna sűrűségét. Tudju, hogy a torlócsappantyús légnyelésmérő térfogatáramot érzéel, tehát feszültségjele az időegység alatt átáramló levegő térfogatától függ. A everéépző rendszer által megcélzott everési arány azonban tömege aránya, tehát a térfogatáram jelet a levegőhőmérsélettől függően orrigálni ell. Erre a célra szolgál a multipliatív jellegű levegőhőmérsélet orreció, amely meleg levegő esetén csöenti, hideg levegő esetén növeli az egy cilusban befecsendezett mennyiséget. 5. Indítási és hidegjáratási orreció U50 4. ábra Tudju, hogy a motorindítási szaaszban, majd azt övetően is, a benzin egy része icsapódva a szívócső és egyéb alatrésze falára úgynevezett benzinfilm réteget épez. A benzinfilmben megötött tüzelőanyagmennyiséget, elsősorban a motor indításaor, tüzelőanyag többletént ell bevinnie a everéépző rendszerne. Az eor befecsendezendő többlet-tüzelőanyag mennyisége elsősorban a motorhőmérsélettől függ. Az indítási és hidegjáratási orreció a leírt többletbenzin mennyiség bevitelére szolgál. (Részben ezt a szerepet játssza a lasszius L-Jetronicnál a hidegindító szelep is.) Nagyságát J m indítás előtti értée és a beindulástól eltelt idő befolyásolja. E szintén multipliatív orreció, például 0 ºC-os motorindítása esetén, az indítózás alatt a 4. ábra tanúsága szerint b. 2,1-szeresére emeli meg a befecsendezett mennyiséget. Majd ha a motor beindult (ez az időtengelyen a 0 jelű időpillanat), e orreciót az irányító egység a b. 14 másodperces hidegjáratási szaaszban (az úgynevezett levezérlési idő alatt) 1értére csöenti. 6. Teljes terhelés orreció F 2 Az Otto-everéépző rendszereel szemben támasztott övetelménye megfogalmazásaor már leírtu, hogy a evésbé szigorú (tehát régebbi) előírásohoz igazodó befecsendező rendszere teljes gázadásor (például a fojtószelep 70 -nál nyitottabb helyzetében) úgynevezett teljesterhelés-dúsítást hozna létre. Ezzel everéépzési oldalról biztosítjá, hogy a motor épes legyen a maximális teljesítmény leadására. E multipliatív jellegű orreciót az ECU, a teljes terhelés apcsoló érintezőine záródásaor 1 értéről típustól függően 1,05 1,15-re emeli. Enne eredményeént teljes gázadásor a everéépző rendszer enyhén dús úgynevezett teljesítmény everéet állít elő. 3

4 7. Szelepésési és szelepfeszültség orreció és 4 Az eletromágneses befecsendező szelepe a rajtu megjelenő feszültség hatására nem nyitna azonnal, hiszen indutivitásu miatt az áram rajtu exponenciális lefolyással növeszi. Csa a meghúzási áram elérését övetően indul meg rugóerő ellenében a szeleptű, és csa ezt övetően lép i az első benzincsepp a fúvóából. A szelepe zárása is időéséssel történi, hiszen iapcsolásuat övetően, csa ha az elengedési áram alá lecsöent a szelepáram, aor indul meg a fúvóatű zárási irányba. Mivel beapcsolásor nagyobb a ör időállandója, mint iapcsolásor, a szelepe gyorsabban zárna, mint nyitna. Ezt az additív jellegű úgynevezett szelepésési orrecióval ( ) veszi figyelembe, amely nagysága a szeleponstruciótól függ. Az eletromágneses szelepe nyitásgyorsaságát a rajtu megjelenő feszültség nagysága is befolyásolja. Alacsonyabb feszültség mellett lassabban növeszi a szelepáram, tehát növeszi a nyitásésési idő. A zárásésés viszont csöen, hiszen eor isebb értéről ezd csöenni a szelepáram. E jelenséget az irányítóegység az additív jellegű szelepfeszültség orrecióval igyeszi ellensúlyozni. A feszültség csöenéséne hatására az ECU tehát növeli a befecsendezési időt. 8. Tolóüzemi orreció F1 6. ábra 5. ábra A lasszius benzinbefecsendező rendszere tolóüzemben meghatározott feltétele mellett, megszünteti a befecsendezést. Ezzel csöenti a tüzelőanyag felhasználást és a árosanyag emissziót, továbbá javítjá a motorfé hatást. Ha a tervező azt aarjá, hogy ez ne rontson a motor futásultúráján tehát tolóüzemben ne legyene rángatáso, a tolóüzemet övetően ne álljon le a motor, ne legyene úgynevezett gyorsítási lyua és árosanyag-emissziós csúcso a tolóüzemi leapcsolást több motorparaméter figyelembevételével ell vezérelni. A orreció 0 vagy 1 értéét a fojtószelep apcsoló állásától, a pillanatnyi motorhőmérsélettől és fordulatszámtól célszerű függővé tenni. A fojtószelep alaphelyzet-apcsoló zárásaor a befecsendezés-megszüntetési fordulatszámna a rángatás elerülése céljából magasabbna ell lennie, mint az újraindításina. Minél hidegebb a motor, annál magasabb fordulatszám tartományban szabad csa a töltésleapcsolást létrehozni. A 6. ábra szerint, ha például 0 C-os a motor, amely /min fordulatszámmal üzemel, és a gázpedált felengedjü tehát az alaphelyzet apcsoló érintezői zárna, a rendszer megszünteti a befecsendezést ( F1 0 tehát t 0 ), hiszen a fordulatszám /min-nál magasabb. Ha a fordulatszám a jármű lassulásána hatái

5 sára lecsöen /min alá ( F1 1), a befecsendezés ismét megindul. Ha ugyanenne a motorna a hőmérsélete 80 C-os lesz, a leapcsolás már /min érté felett elezdődi és a befecsendezés csa /min alatt tér vissza. Fontos tudnun, hogy a atalizátoros járműve özül több motorvezérlő rendszerét úgy alaítjá i, hogy az nem rendelezi tolóüzemi töltésleapcsolással. Enne elsősorban a atalizátor védelme az oa, hiszen töltésleapcsolásor a motor tiszta levegőt szív be és pufog i, ami az égés hiánya miatt alacsony hőmérséletű marad. Ez igen gyorsan csöenti a atalizátor hőmérséletét, majd a befecsendezés visszatérése igen gyorsan emeli azt. A gyors hőmérséletváltozáso erősen igénybe veszi a atalizátort, csöenti anna élettartamát és aár úgynevezett hősoot is oozhatna. Elsősorban emiatt a gyártó egy része erüli ezt az egyébént több szempontoból előnyös lasszius befecsendezési üzemmódot. 9. Egy mintafeladat A fenti összefüggése és diagramo felhasználásával határozzu meg, hogy meora befecsendezési idővel műödi az alábbi jellemzőel üzemelő motor! Adato: - a szelepésési idő: K 1 ms, - a motor fordulatszáma: n1000 1/min, - a motor pillanatnyi légnyelése: Q0,7 m 3 /min, - a motorhőmérsélet: J m -20 ºC, - a fojtószelep zárt: F K 1, - a beszívott levegő hőmérsélete: J L -20 ºC, - a motor beindulása óta telt idő: 8 s, - a fedélzeti feszültség (szelepfeszültség): U V Megoldás: Használju fel a megismert összefüggést: t i + t + p ϑm ϑl F 2 U50 F 1 Behelyettesítési megfontoláso: - az 1. ábra alapján az adott fordulatszámhoz és légnyeléshez a befecsendezési alapidő: t P 2,4 ms - a 2. ábra alapján az adott motorhőmérséleten és zárt fojtószelep mellett a orreció: 1, 3 ϑm - a 3. ábra alapján az adott motorhőmérséleten és zárt fojtószelep mellett a orreció: 1, 08 ϑl - mivel a fojtószelep zárt a teljes terhelés orreció értée: 1 F 2 - a 4. ábra alapján az adott motorhőmérséleten 8s elteltével a orreció: 1, 8 U50 - az 5. ábra alapján 14V fedélzeti feszültség mellett a orreció: 0 - a 6. ábra alapján mivel a fordulatszám csa /min, nincs tolóüzem tehát: [ 1+ ( 2,4 1,3 1,08 1 1,8 ) + 0] 1 7, ms A témaör ötödi cie ét hét múlva jeleni meg! 5 F1 1 t 65 -tehát eora befecsendezési idővel üzemel a motor. i