Palivové soustavy zážehových motorů:

Palivové soustavy zážehových motorů:
Účel:
Za každého provozního stavu motoru zásobovat systém přípravy zápalné směsi
palivem
Používané palivo:
kapalné (benzín, benzol, metanol)
plynné (zemní plyn, propan-butan, bioplyn)
Tvorba směsi:
vnější
vnitřní
Směs je zažehávána z cizího zdroje.
Homogenní (stejnorodá) směs paliva a vzduchu se v motoru při kompresním zdvihu (stlačení) zahřívá na
teplotu 400°C – 500°C, která je nižší než teplota samovznícení. Proto směs paliva a vzduchu musí být
zažehnuta zapalovací jiskrou z cizího zdroje.
Vnější tvorba směsi: Tvorba směsi paliva a vzduchu se provádí v sacím potrubí, tzn. mimo válec (motory
s karburátory nebo s nepřímým vstřikováním benzínu).
Vnitřní tvorba směsi: Tvorba směsi paliva a vzduchu se provádí přímo ve válci (motory s přímým vstřikováním
benzínu).
Tvorba směsi v sobě zahrnuje rozprášení paliva a odpaření paliva.
Rozprašování paliva se provádí u motorů:
karburátorových – pod tlakem vzduchu v difuzoru „Venturiho trubice“
vstřikových – přetlakem, kterým je palivo vytlačováno ze vstřikovací trysky
Aby směs paliva a vzduchu byla zápalná a mohla beze zbytku shořet, tak musí být smíšena v určitém poměru,
daném chemickými zákony.
Směšovací poměr:
Je to hmotnostní poměr paliva a vzduchu.
Rozlišujeme směšovací poměr:
teoretický
skutečný
Teoretický směšovací poměr je 1 : 14,8.
To znamená, že ke spálení 1 kg benzínu je potřeba 14,8 kg
vzduchu (stechiometrický poměr).
Stechiometrický poměr obecně závisí na chemickém
složení paliva.
Skutečný směšovací poměr se od teoretického liší
v závislosti na teplotě, otáčkách a zatížení motoru.
Bohatá směs: vyšší podíl paliva, směšovací poměr
např. 1 : 13
Chudá směs: nižší podíl paliva, směšovací poměr
např. 1 : 16
Zápalné jsou pouze směsi se směšovacími poměry
ohraničenými dolní a horní mezí zápalnosti (hranice chodu
motoru) 1 : 7,4 až 1 : 19,2.
Součinitel přebytku vzduchu : je poměr mezi skutečným množstvím vzduchu při spalování a množstvím
vzduchu teoreticky potřebným pro dokonalé spalování, které je dáno stechiometrickým směšovacím poměrem.

ms
mt

- součinitel přebytku vzduchu (-)
ms – skutečné množství přiváděného
vzduchu (kg)
mt – teoretická potřeba vzduchu (kg)
Při teoretickém směšovacím poměru 1:14,8 je součinitel
přebytku vzduchu . Při něm získá motor přesně tolik
vzduchu, kolik je pro dokonalé spálení paliva potřebné.
Rozdělení palivových soustav zážehových motorů:
Palivová soustava zážehového motoru s karburátorem
Činnost
Dopravní čerpadlo nasává palivo z nádrže
přes hrubý čistič paliva a dopravuje jej
přes jemný čistič paliva do plovákové
komory karburátoru. Vzduch nasávaný
motorem prochází difuzorem, kde z důvodu
snížení obsahu průřezu potrubí zvyšuje
svou rychlost a vytváří podtlak nad ústim
emulzní trubice. Vlivem tohoto podtlaku
se do proudícího vzduchu přisává přes
hlavní trysku karburátoru palivo
z plovákové komory karburátoru a vytváří
se zápalná směs, která se nasává do motoru.
Množství směsi a tím i otáčky motoru
reguluje řidič otevřením škrtící klapky
při sešlápnutí akceleračního pedálu.
Palivové soustavy se vstřikováním benzínu
Palivo je dopravováno z palivové nádrže přes čističe do zařízení k přípravě palivové směsi. Ta se vytváří tak,
že benzín je pomocí vstřikovacího ventilu vstřikován do vzduchu už v sacím potrubí (nepřímé vstřikování)
nebo až ve válci (přímé vstřikování).
Jednotlivé části
Palivová nádrž
materiál: - ocelový plech – zvenčí i zevnitř opatřena
protikorozní ochranou
(poolověná)
- plast - polyetylen (PE), je průhledný
U nádrží větších objemů se musí zabránit přelévání paliva
při jízdě a to těmito způsoby:
- vnitřní mezistěny
- vnitřní jímka (Catch - Tank) – menší nádobka v palivové
nádrži, která je neustále zaplněna palivem.Většinou tuto
jímku tvoří vestavný modul nádrže, ve kterém je
umístěno elektricky poháněné palivové čerpadlo s čističem a snímač hladiny paliva v nádrži
- palivová nádrž obsahuje zařízení, popř. přípoj pro zavzdušnění a odvzdušnění prostoru nádrže (aby se nádrž
nedeformovala při vytvoření podtlaku, který vzniká úbytkem spotřebovávaného paliva; aby nevznikal v nádrži
přetlak způsobený zvětšováním objemu paliva zahříváním paliva např. u dlouho stojícího vozidla
na slunečním svitu. V tomto případě je přebytečné palivo přechodně vytlačeno do přepadové nádobky
a palivové páry jsou zachycovány náplní aktivního uhlí ve zvláštní nádobce.
- z uzávěru plnicího hrdla nesmí unikat žádné palivo a to
ani při nadměrných náklonech, např. při nehodě.
K tomuto účelu je zavzdušňovací a odvzdušňovací ventil
často kombinován s kuličkovým gravitačním
ventilem, který zabraňuje vytékání paliva z převráceného
automobilu.
Palivové vedení
materiál: - ocelové nebo měděné trubky
- hadice z teplu odolné pryže nebo plastu
Požadavky: - musí odolávat všem pružným deformacím automobilu a pohybům pružně uloženého motoru
- musí být umístěno tak, aby bylo chráněno před mechanickým poškozením
- nesmí být umístěno v blízkosti teplých či horkých částí, především výfukového potrubí,
aby se zamezilo tvorbě parních bublin
Čistič paliva
účel: - zbavuje palivo pevných mechanických nečistot
- zbavuje palivo kapalných nečistot, odlučuje vodu
rozdělení: - průchozí čističe (in-line)
- výměnné čističe
- čističe s výměnnou vložkou
a) průchozí čističe (in-line)
- čistí palivo filtrací
druhy filtrů: - sítový
- papírový
- sítové filtry se používají jako předřadné vstupní čističe
v palivové nádrži nebo v palivovém čerpadle. Filtr tvoří
husté drátěné nebo polyamidové pletivo s velikostí ok
(otvorů) 50 až 63 m.
- papírové filtry se používají jako jemné čističe s velikostí
pórů 2 až 10 m. Zařazují se do palivového vedení
a při údržbě se vyměňují jako celek.
b) výměnné čističe
- tyto čističe tvoří nerozebíratelné pouzdro, uvnitř kterého je vlastní filtrační vložka z papíru nebo plsti
- jsou umístěny u motoru a vyměňují se opět jako celek
c) čističe s výměnnou vložkou
- skládají se z rozebíratelného pouzdra a vlastní výměnné filtrační vložky
- při údržbě se vyměňuje jen znečištěná filtrační vložka
- jsou provedeny jako jemné čističe paliva a jejich vložka je ze stejného materiálu jako u výměnných čističů
Intervaly výměny
- čističe paliva by se měly, pokud neurčí výrobce jinak, vyměňovat každých ujetých 30 000 km
Palivové čerpadlo
účel: - doprava paliva ke karburátoru nebo ke vstřikovacímu zařízení
pohon čerpadel: - mechanický
- hydraulický
- elektrický
a) mechanicky poháněná palivová čerpadla
- používají se většinou u čtyřdobých benzinových motorů s karburátorem
- konstrukčně jsou řešena jako membránová
Činnost:
sání
- vačka najíždí na hnací páku čerpadla, membrána se proti předpětí pružiny prohýbá směrem dolů
- v prostoru nad membránou se zvětšuje objem a vzniká tam podtlak (sací ventil je otevřen, výtlačný zavřen)
- vzniklým podtlakem se do prostoru nad membránu nasává palivo
výtlak
- vačka sjíždí z hnací páky
čerpadla, předpětím pružiny se
membrána pohybuje směrem
nahoru
- objem nad membránou se
zmenšuje a narůstá tam tlak (sací
ventil je uzavřen, výtlačný
otevřen)
- vzniklým tlakem se vytlačuje
palivo z prostoru nad membránou
do potrubí směrem ke karburátoru
- výtlak paliva provádí pružina
plná plováková komora
karburátoru
- jehlový ventil plováku uzavře
přívod paliva do plovákové
komory karburátoru
- protože motor běží, běží
i podávací čerpadlo a v potrubí ke karburátoru narůstá tlak
- zdvih membrány se zmenšuje a při dosažení určitého tlaku paliva v potrubí zůstane pružina úplně stlačena
a palivo se nečerpá
- vačka čerpadla běží naprázdno dokud tlak paliva v potrubí nepoklesne
Před startem motoru je možné načerpat palivo do plovákové komory karburátoru pákou pro roční čerpání na
čerpadle (ručním podávacím čerpadlem)
b) elektricky poháněná palivová čerpadla
Podle způsobu montáže:
- samostatná čerpadla v potrubí (in-line)
- čerpadla ponořená do palivové nádrže (in-tank)
Samostatné čerpadlo (in-line)
- lze namontovat téměř do libovolného místa palivového vedení
- výměna vadného palivového čerpadla je proto jednodušší než u čerpadel ponořených
Čerpadlo ponořené do nádrže (in-tank)
- je většinou součástí montážního modulu pro přepravu paliva,
který se shora montuje do otvoru palivové nádrže automobilu
- vedle ponorného čerpadla jsou v tomto modulu i další části,
které jsou důležité pro zásobování automobilu palivem,
např. čistič paliva, ponorná nádobka, snímač hladiny paliva
v nádrži
Podle principu práce elektrických palivových čerpadel
rozlišujeme:
- čerpadlo zubové
- čerpadlo odstředivé s bočními kamály
- čerpadlo šroubové
- čerpadlo křídlové
Čerpadlo zubové
- obvykle se používá čerpadlo s vnitřním ozubením, které
nepotřebuje k utěsnění jednotlivých prostor (komor) mezi zuby
a zubovými mezerami žádné další těsnící prvky
. s elektromotorem spojené vnitřní kolo s vnějším ozubením
pohání vnější kolo s vnitřním ozubením
- zuby vytvářejí uzavřené přepravní komory, které se cyklicky
zmenšují a zvětšují
-zvětšující se komory jsou spojeny s vtokovým (sacím) otvorem,
zmenšující se komory s odtokovým (výtlačným) otvorem
- čerpadlo s kolem s vnitřním ozubením pracuje s výtlačným
tlakem až 0,65 MPa
Čerpadlo šroubové
- palivo je nasáváno a vytlačováno dvojicí protiběžných rotorů
se šroubovým ozubením
- rotory jsou v tělese čerpadla přesně uloženy a zabírají do sebe
s velmi malou boční vůlí
- šroubové ozubení rotorů, zabírající do sebe s velmi malou vůlí,
vytváří proměnné přepravní komory, které při otáčení plynule
postupují v axiálním směru
- v oblasti vtoku se přepravní komory zvětšují, zatímco v oblasti odtoku se zmenšují, což vytváří výtlačný tlak
až 0,4 MPa
- šroubové čerpadlo se často používá v palivovém potrubí jako čerpadlo průchozí in-line
Čerpadlo křídlové
- v tělese čerpadla je excentricky uložen rotor s radiálními
drážkami
- v drážkách jsou posuvně uloženy válečky, které tvoří křídla
rotoru
- válečky jsou při otáčení rotoru odstředivou silou přitlačovány
k vnitřní stěně tělesa čerpadla
- tím válečky působí jako rotující těsnění a vytváří v drážkách
rotoru prostory, které se cyklicky zvětšují (sání) a zmenšují (výtlak)
- tak se přepravuje palivo od přívodního (sacího) otvoru k odtokovému (výtlačnému) otvoru
- čerpadlo křídlové dosahuje výtlačného tlaku až 0,65 MPa
Čerpadlo odstředivé
- čerpadlo má rotor s lopatkami, který působením
odstředivých sil přepravuje palivo od středu k obvodu
- tlak v bočním výtlačném kanále narůstá kontinuálně, téměř
bez kmitů (pulzací) a dosahuje hodnot až 0,2 MPa
- čerpadlo odstředivé je nízkotlaké a používá se většinou
jako první stupeň (předstupeň) u dvoustupňového čerpadla
k vytvoření tlaku, kterým se odplyní palivo
Vysokotlaké odstředivé čerpadlo
- je dokonalejší odstředivé čerpadlo s větším počtem lopatek
na rotoru
- tak lze docílit při minimální hlučnosti vyšších tlaků až 0,4 MPa
Dvoustupňové palivové čerpadlo
- aby se bezpečně zamezilo tvorbě bublin v palivovém vedení a dosáhlo se vyšších výtlačných tlaků, kombinují
se různé druhy čerpadel do jednoho palivového čerpadla
- první stupeň palivového čerpadla obvykle tvoří nízkotlaké
odstředivé čerpadlo, které nasává palivo a vytváří malý
tlak, čímž se odplynuje palivo
- páry se odvádějí přes odvzdušňovací hrdlo do palivové
nádrže
- výtlak nízkotlakého čerpadla prvního stupně je zaveden
na sání čerpadla druhého, vysokotlakého stupně
- toto hlavní čerpadlo, obvykle zubové, vytváří potřebný tlak
v palivu, které již neobsahuje parní bubliny
- aby se zabránilo hydraulickému přetížení palivového
čerpadla, spojuje omezovací pojistný ventil, při překročení
nastaveného tlaku, výtlak čerpadla se sáním čerpadla
Elektrické zapojení
- elektricky poháněná palivová čerpadla mohou být
zapojena v součinnosti s imobilizérem nebo alarmem
a ovládána řídící jednotkou motoru
- řídící jednotka motoru při neoprávněném použití
vozidla nesepne přívod proudu pro palivové čerpadlo
c) hydraulicky poháněná palivová čerpadla
- protože palivové nádrže mohou mít vzhledem
k prostorovým možnostem často velmi složitý tvar,
je často nutné přečerpávat palivo uvnitř nádrže
- k tomu se používá např. ejektorové čerpadlo
- proud paliva z elektrického palivového čerpadla nasává
u otvoru trysky ejektoru z boční komory palivové nádrže palivo
a přepravuje jej pak dále do jímky
Regulátor tlaku paliva
- používá se pouze u motorů se vstřikováním paliva
- reguluje tlak paliva v palivovém systému v závislosti na tlaku
vzduchu v sacím potrubí tak, aby poměr těchto tlaků byl
konstantní
- množství vstřikovaného paliva pak závisí pouze na době otevření vstřikovacího ventilu
Odvzdušňovací ventily, regenerace aktivního uhlí a diagnostika těsnosti nádrže
- aby se zabránilo úniku palivových par z nádrže a zařízení
pro přípravu směsi používá se uzavřený palivový systém
s nádobkou s aktivním uhlím
- palivové páry, které se vytvářejí i u stojícího motoru,
nemohou unikat přímo do okolí, ale přivádějí se do nádobky
s aktivním uhlím
- aktivní uhlí má díky svým pórům velmi velký povrch (1 gram
500 až 1500 m2), na kterém se zachycují uhlovodíky z paliva
- při běžícím motoru se přes nádobku s aktivním uhlím vede
část nasávaného vzduchu a uložené uhlovodíky se odsávají
a přivádějí do motoru přes regenerační ventil
- činnost řídí řídicí jednotka motoru
Karburátor
účel: - rozprašovat palivo a míchat je ve správném poměru se vzduchem
- potřebné množství směsi přizpůsobovat konkrétnímu stavu motoru
Princip činnosti:
- do karburátoru se nasává proud vzduchu pohybem pístu motoru
během jeho sacího zdvihu
- zúžením průřezu v difuzoru (Venturiho trubice) se zvyšuje
rychlost proudícího vzduchu
- v nejužším místě je nejvyšší rychlost proudění a největší podtlak,
proto se v tomto místě nachází rozprašovač pro výstup paliva
- palivo je z rozprašovače odsáváno podtlakem a unášeno
proudem vzduchu, přičemž se rozprašuje na drobné kapky
- jemného rozprášení se dosahuje tím, že se do paliva ještě
před rozprašovačem přivádí od hlavního vzdušníku menší
množství vzduchu, čímž je palivo předmíšeno (zpěněno)
- škrtící klapkou se řídí množství směsi paliva a vzduchu, čímž se
mění výkon motoru a otáčky
Druhy karburátorů
Podle směru proudění vzduchu v karburátoru a umístění sacího potrubí na motoru:
- spádový karburátor
- horizontální karburátor
- vertikální karburátor
Spádové karburátory se
používají nejčastěji, neboť
u nich vzduch i směs proudí
seshora dolů, tj. ve směru
gravitace. Jsou umístěny
nad hlavou válců.
Horizontální a vertikální karburátory jsou umístěny pod hlavou válců nebo v její úrovni, což umožňuje velmi
krátká sací potrubí. Konstrukční výška motoru je proto nižší.
Podle počtu a funkce směšovacích komor:
- jednoduché karburátory
- vícestupňové (postupné) karburátory – stupňovitý karburátor s postupně se otevírajícími stupni pro jedno sací
potrubí
- dvojité vícestupňové karburátory
- dvojité (zdvojené) karburátory – používají se pro oddělená sací potrubí
- karburátory rovnotlaké – mají proměnlivý průřez difuzéru a pracují s téměř konstantním pod tlakem
- šoupátkové karburátory – se používají jako karburátory u motocyklů
Jednoduchý karburátor
Skládá se ze tří hlavních částí:
- klapková komora se škrticí klapkou
- těleso karburátoru s difuzorem a plovákovou komorou
- víko karburátoru
Klapková komora je často součástí tělesa karburátoru.
V hlavních částech karburátoru jsou umístěna následující zařízení:
- plovák s jehlovým ventilem
- spouštěcí (obohacovací) zařízení
- systém chodu naprázdno s přechodovým zařízením
- sytém hlavních trysek
- akcelerační pumpička
- obohacovač, ochuzovač
- přídavná zařízení
Zařízení karburátoru
1) Plovák s jehlovým ventilem
účel plovákového zařízení: - má za úkol regulovat přítok
paliva do plovákové komory a udržovat konstantní hladinu
paliva v karburátoru za každého provozního stavu motoru
složení plovákového zařízení: - plováková komora
- plovák
- jehlový ventil plovákové
komory
2) Spouštěcí zařízení
- při spouštění studeného motoru se velká část paliva ze směsi kondenzuje a sráží se na stěnách sacího potrubí
a válců
- důvodem je malá rychlost proudění směsi při nízkých spouštěcích otáčkách motoru a nedostatečná teplota
pro odpařování paliva
- malý podtlak nestačí k tomu, aby se směs připravovala systémem chodu naprázdno nebo hlavním systémem
- směs je ve spalovacím prostoru příliš chudá, nezápalná a motor nemůže začít pracovat
účel spouštěcího zařízení: - musí zajistit, aby se v karburátoru při spouštění studeného motoru vytvářela velmi
bohatá směs paliva a vzduchu se směšovacím poměrem až asi 1 : 3
- to odpovídá asi pětinásobnému množství paliva ve směsi paliva a vzduchu ( = 0,2)
- tím je zaručeno, že se i po kondenzaci paliva v sacím potrubí
dostane do spalovacího prostoru směs schopná
zážehu ( = 0,9)
druhy spouštěcích zařízení:
- ruční ovladač plováku, především u šoupátkových
karburátorů, umožňující zvýšení hladiny paliva v plovákové
komoře a obohacení směsi
- přívěra vzduchu – klapka v sacím hrdle karburátoru
- sytič – malý jednoduchý směšovač pro velmi bohatou směs
Spouštěcí automatika
- ovládá samočinně a v závislosti na provozní teplotě motoru přívěru vzduchu
- regulačním prvkem je obvykle dvojkov (bimetal) ve snímači umístěném v chladící soustavě motoru,
výjimečně ve výfuku
Podtlakové zařízení (Pull-Down)
- otvírá při spouštění motoru mechanicky pístem ovládaným podtlakem přívěru vzduchu do polohy, zaručující
vhodný směšovací poměr, tím se zabrání přílišnému obohacení směsi
Nucené ovládání přívěry vzduchu
- pokud se před spouštěním sešlápne a opět uvolní plynový pedál, zavře se vzduchová přívěra poměrně
složitým mechanizmem, umožňujícím po stupních v závislosti na teplotě její zpětný pohyb
- směšovací poměr je lépe přizpůsoben potřebě při opakovaném
spouštění a ohřevu motoru na provozní teplotu
3) Zařízení chodu naprázdno s přechodovým zařízením (by
pass)
- při otáčkách chodu naprázdno je rychlost proudění vzduchu
v difuzoru příliš malá a podtlak pro nasátí paliva
z rozprašovače hlavního systému nedostatečný
- aby motor mohl pravidelně pracovat i při chodu naprázdno,
musí být v karburátoru zvláštní zařízení, palivový
a směšovací systém (okruh) pro chod naprázdno
účel: - dodávat správnou směs paliva a vzduchu pro pravidelný
chod naprázdno a zajistit plynulý přechod do stavu
přípravy směsi v hlavním okruhu, při vyšších otáčkách
a zatíženích
Složení základního systému chodu naprázdno:
- vzdušník a tryska chodu naprázdno
- směšovací trubice a přechodové otvory ve směšovací komoře
Činnost:
- při chodu naprázdno je škrtící klapka téměř zavřena a malou štěrbinou proudí vzduch vysokou rychlostí
- protože v tomto místě je největší podtlak, ústí do něj kanálek, přivádějící palivo již částečně předmíšené
se vzduchem ze směšovací (emulzní) trubice chodu naprázdno
- směs pro chod naprázdno se tvoří z takto přivedené směsi a vzduchu proudícího klapkovou komorou
- otvorů, ústících do klapkové komory, bývá více a jsou postupně odkrývány a uváděny do činnosti otvíráním
škrtící klapky
- protože systém chodu naprázdno se uplatňuje na přípravě směsi nejen při chodu motoru naprázdno
(bez zatížení), ale i při menších otáčkách i zatíženích, je u karburátorů novějších konstrukcí složitější a tvoří
ho dva až tři spolupracující systémy, někdy označované jako korekční
Směs pro chod naprázdno
Systém přípravy směsi tvoří: - primární systém
- sekundární systém
- korekční systém
- směšovací trubice pro předmíšení paliva (tzv. emulze paliva se vzduchem) obsahují vzdušníky, odměřující
množství vzduchu a trysky, odměřující množství paliva
- směšovací trubice korekčního systému má pouze vzdušník
- směšovací trubice sekundárního systému je od trubice se vzdušníkem a tryskou oddělena
- primární a korekční systém se uplatňují především při zavřené škrtící klapce a sekundární systém se postupně
zapojuje při otevírání škrtící klapky
Primární a korekční systém
- předmíšené palivo primárního a korekčního systému pro směs chodu naprázdno se odebírá ze šachet
šměšovacích (emulzních) trubic, zásobovaných palivem z okruhu hlavní trysky
- předmíšené palivo se odtud dostává kanálem s přechodovými otvory a regulačním šroubem přídavné směsi
pro chod naprázdno do klapkové komory pod škrtící klapku
Sekundární systém (tzv. přídavná směs)
- palivo i vzduch sekundárního systému je vedeno přes zvláštní směšovací trubici sekundárního systému
a regulační šroub do společného kanálu systému chodu naprázdno
- přídavný vzduch pro sekundární systém se odebírá před a za difuzorem
- po vypnutí zapalování motoru se elektromagnetem ovládaný ventil v kanálu systému chodu naprázdno
samočinně uzavírá a přívod směsi je přerušen, což zabraňuje dalšímu možnému chodu motoru
tzv. „samozápaly“ směsi od horkých míst ve spalovacím prostoru
Úkol přechodového zařízení
- musí zajistit plynulý přechod přípravy směsi od systému chodu
naprázdno k hlavnímu systému – uplatňuje se v přechodových
režimech oblastí částečného zatížení
Přechodové zařízení
- při přechodu z chodu naprázdno do spodní oblasti částečného
zatížení se pedálem plynu dále otevře škrtící klapka
- tak se dostanou přechodové otvory (by pass – otvory) postupně
do oblasti vysokého podtlaku ve štěrbině škrtící klapky
- z přechodových otvorů se přitom nasává dostatečné množství
přídavné směsi, aby se zamezilo „díře“ při přechodu chodu
naprázdno do spodní oblasti částečného zatížení
- se zvětšujícím se otevřením škrtící klapky je podtlak
v rozprašovači hlavního systému (difuzoru) větší než v systému
chodu naprázdno, čímž se samočinně přeruší činnost systému
chodu naprázdno
4) Hlavní systém
účel: - tento systém musí nasávat palivo, rozprašovat jej, mísit
se vzduchem a dodávat směs ve správném směšovacím poměru
v celé oblasti částečného až plného zatížení
Složení hlavního systému:
- hlavní tryska
- korekční systém (chodu naprázdno)
- rozprašovač umístěný v difuzoru
Činnost:
- se vzrůstajícím průtokem vzduchu, tzn. při dalším otevírání
škrtící klapky, se zvyšuje podtlak více než rychlost proudění,
takže směšovací poměr klesá a směs paliva se vzduchem je
příliš bohatá
- v oblasti částečného zatížení (hlavní oblast jízdy) se požaduje
konstantní směšovací poměr, aby se dosáhlo nízké spotřeby
paliva
- aby se docílilo tohoto poměru míšení, působí vedle hlavní
palivové trysky i tryska a vzdušník korekčního systému
- když je motor v klidu, tak je palivo ve směšovací
trubici a v šachtě směšovací trubice stejně vysoko
- při stoupajícím počtu otáček dochází k poklesu tlaku
vzduchu v difuzoru, čímž stoupá hladina paliva
v šachtě směšovací trubice, ale v samotné směšovací
trubici korekčního systému klesá
- vzduch, nasávaný vzdušníkem korekčního systému,
vystupuje z postupně se otvírajících otvorů směšovací
trubice korekčního systému a stále více zpěňuje
protékající palivo
- tímto přidáváním vzduchu (korekcí) se působí
proti obohacování směsi paliva a vzduchu
v rozprašovači hlavního systému, při vzrůstající
rychlosti proudění vzduchu v difuzoru
Přídavná zařízení
účel: - přídavná zařízení se používají při přípravě směsi
tak, aby příznivě ovlivnila jízdní komfort
a spotřebu paliva
5) Vyhřívání obtoku (by-pass
- zabraňuje možnému zmrznutí vody kondenzované
ze vzduchu v obtokových otvorech
6) Ventil pro vypínání chodu naprázdno
- zabraňuje případnému škodlivému doběhu
(samozápaly)
7) Vyhřívání sacího potrubí
- zabraňuje kondenzaci par paliva v sacím potrubí
8) Akcelerační zařízení
Složení akceleračního zařízení:
- akcelerační pumpička
- sací ventil
- výtlačný ventil
- vstřikovací trysky
- ovládací části
účel: - obohacuje směs při náhlém otevření škrtící klapky
- akcelerační zařízení je potřebné, protože otáčkami motoru se
vzduch urychluje více než palivo v kanálech a směs se ochuzuje
9) Obohacovací zařízení
účel: - obohacuje chudou směs pro částečné zatížení při
přechodu na větší zatížení tak, aby se docílilo
co největšího výkonu motoru
- při plném zatížení způsobují vysoké otáčky a velké
otevření škrtících klapek vysoký podtlak u výstupu
obohacovací trubice, což vede k nasávání dalšího paliva
Dílenské práce na karburátoru:
Při závadách v chodu motoru se musí nejdříve zkontrolovat
zapalování a doprava paliva ke karburátoru.
Karburátor se čistí v rozloženém stavu. Provádí se čištění a kontrola všech trysek. Poté se všechny kanály,
palivová sítka a trysky profouknou tlakovým vzduchem. Poruchy karburátoru jsou často způsobeny
pouze ucpanými tryskami, otvory nebo palivovými sítky. Příčinou mohou být i kapky vody. Zamrznutí kapek
vody brání průtoku paliva.
Kontrolují se plovák, jehlový ventil a ventily akcelerační pumpičky. Dále se kontroluje snadný chod škrtící
klapky a přívěry vzduchu, všech táhel a kloubů. Hřídelka škrtící klapky nesmí mít příliš velkou vůli v uložení,
protože by se mohl přisávat vedlejší, tzv. falešný vzduch. Přisávaný vedlejší vzduch ochuzuje směs,
která pak pomaleji hoří a to může vést k horšímu vnitřnímu chlazení spalovacího prostoru a následnému
vážnému poškození motoru.
Otvory trysek se kontrolují pneumatickým zkušebním zařízením nebo měrkou.
Pravidla práce:
● při práci na karburátoru dbejte na maximální čistotu
● používejte pouze originální těsnění
● dodržujte předepsanou hmotnost plováku
● zkontrolujte hladinu paliva v plovákové komoře
● zkontrolujte těsnost jehlového ventilu a ventilů akcelerační pumpičky
● k čištění trysky nikdy nepoužívejte dráty
Vstřikování benzínu:
Palivo je v přesně odměřeném množství, které odpovídá okamžitému množství
nasávaného vzduchu, tlakem palivového čerpadla jemně rozprášeno
palivovými tryskami.
Úkoly:
- vstříknout jemně rozprášené palivo do nasávaného vzduchu
- upravit směšovací poměr paliva se vzduchem optimálně příslušnému stavu
provozu motoru (zatížení, otáčky, teplota),
- udržovat nízký podíl škodlivin ve výfukových plynech
Výhody oproti karburátoru:
- přesnější odměření paliva
- vstřikování probíhá větším rozdílem tlaků
- přívod paliva v jemně rozptýlené formě
- krátké vzdálenosti a časy dopravy směsi k válci
- jemnější rozptýlení paliva, rychlejší odpařování
a tvorba směsi
- u vícebodového vstřikování rovnoměrné rozdělení
paliva do jednotlivých válců
- snížení měrné spotřeby paliva
- redukce obsahu škodlivin ve výfukových plynech
Rozdělení vstřikovacích systémů benzínu:
podle místa vstřiku paliva:
přímé, do válce
nepřímé, do sacího potrubí
jednobodové SPI (Single Point Injection)
centrální CFI (Central Fuel Injection) do části sacího
potrubí společné všem válcům
vícebodové MPI (Multi Point Injection)
necentrální do jednotlivých větví sacího potrubí, popř.
kanálu před ventil
podle časového průběhu:
nepřerušované - kontinuální
přerušované
simultánní všechny vstřikovací ventily vstřikují v jeden okamžik
skupinové spolu vstřikují současně jen ventily určitých válců
sekvenční vstřikovací ventily jednotlivých válců vstřikují po sobě
v určitých intervalech
podle řízení tvorby směsi:
mechanicko – hydraulické (např. K-Jetronic)
mechanicko – hydraulicko – elektronické (např. KE Jetronic)
elektronické (např. Jetronic, Motronic)
Benzínové vstřikovací systémy s elektronickou regulací se skládají ze tří částí:
1. Sací systém: Čistič vzduchu, společné sací
potrubí, komora se škrtící klapkou, sací potrubí
k jednotlivým válcům
2. Palivový systém: Palivová nádrž, palivové
čerpadlo, čistič paliva, regulátor tlaku,
vstřikovací ventily
3. Řídící a regulační systém: Pro vstup,
zpracování a výstup signálů. Vstupní signály
jsou údaje snímačů, např. otáčky motoru,
poloha škrtící klapky, teplota vzduchu apod.
Tyto údaje zpracovává elektronická řídící
jednotka a výstupními signály řídí akční členy
a diagnostiku.
Nepřímé vstřikování benzínu
U tohoto vstřikování se palivo vstřikuje do sacího
potrubí, do sacího kanálu nebo do komory škrtící
klapky.
Jednobodové vstřikování SPI:
Vstřikování probíhá v jednom místě, centrálně do komory
škrtící klapky ještě před škrtící klapkou.
Do jednotlivých válců se dostává nestejné množství směsi
nestejné kvality.
Jednobodová vstřikovací zařízení jsou konstrukčně
jednodušší než vícebodová vstřikovací zařízení.
Vícebodové vstřikování MPI:
U MPI probíhá vstřikování pomocí vstřikovacích
ventilů přiřazených každému válci. Vstřikovací ventily
mohou být umístěny v sacím potrubí bezprostředně
před sacími ventily v sacím kanále. Tím jsou pro každý
válec stejné podmínky a rozdělení směsi je
stejnoměrné.
U vícebodového vstřikování rozlišujeme:
simultánní (z lat. současné) vstřikování
skupinové vstřikování (pro skupinu válců)
sekvenční (z lat.po sobě) vstřikování
Simultánní vstřikování:
Všechny vstřikovací ventily motoru se ovládají
současně, bez ohledu na právě probíhající zdvih v tom
kterém válci. Čas potřebný pro odpaření paliva je tak
pro jednotlivé válce rozdílný. Aby se přesto dosáhlo co
možná nejrovnoměrnějšího složení směsi a dobrého
spalování v jednotlivých válcích, je na jedno otočení
klikové hřídele vstříknuta vždy jen polovina množství
paliva potřebného pro spalování.
Skupinové (sdružené) vstřikování:
Např. u čtyřválcového řadového motoru se otevírají
současně vstřikovací ventily válce 1 a 3 a válce 2 a 4,
vždy jen jednou za pracovní cyklus (2 otáčky). Před
zavřené sací ventily se tak vstříkne vždy celé množství
paliva. Časy pro odpaření paliva jsou tak rozdílně
dlouhé.
Sekvenční vstřikování:
Vstřikovací ventily vstřikují jednotlivě po sobě,
v pořadí zapalování, bezprostředně před začátkem
sání celé potřebné množství paliva. Zlepšuje se tím
optimální příprava směsi paliva se vzduchem a
vnitřní chlazení motoru.
Přímé vstřikování benzínu:
Označuje se také jako GDI (z angl. Gasoline Direct Injektion) nebo jen DI (Direct Injection).
U tohoto vstřikování je palivo vstřikováno v průběhu sacího a kompresního
zdvihu přímo do vzduchové náplně válce, přičemž se rozprašuje a odpařuje
ještě před zážehem jiskrou svíčky.
Tvorba směsi paliva se vzduchem závisí na provozní oblasti motoru. Podle této oblasti motoru (zatížení, otáčky,
teplota) může palivová soustava motoru pracovat ve dvou provozních režimech:
úsporném
výkonném
Znaky motoru GDI:
▪ sací kanály téměř svislé, aby se dosáhlo cíleného směru proudění nasávaného vzduchu
▪ použití vysokotlakého palivového čerpadla, které dopravuje palivo k vstřikovacím tryskám pod tlakem
5 MPa
▪ vysokotlaké vířivé vstřikovací trysky, u kterých se mění charakter a obraz výstřiku, podle
provozní oblasti motoru
▪ tvarové písty (deflektor, vybrání) pro usměrnění pohybujícího se vzduchu a směsi ve válci
Palivový systém má dvě části:
- nízkotlaká část – dopravní tlak je 0,33 MPa
- vysokotlaká část – vstřikovací tlak je 5 MPa (musí být vyšší než je kompresní tlak)
Vysoký tlak je vytvářen mechanickým jednopístovým čerpadlem, které je poháněno vloženou hřídelí od
vačkové hřídele. Zdvih pístu je 1 mm, mazání částí čerpadla je jen palivem.
Vysokotlaké čerpadlo je zásobováno palivem z nízkotlakého čerpadla zabudovaného přímo v palivové nádrži.
Regulační ventily omezují příslušný maximální tlak v nízkotlaké i vysokotlaké části.
Práce v úsporném režimu:
- motor pracuje s velmi chudou směsí
- vzduch je nasáván přes obtokový ventil (by-pass)
obtokem škrtící klapky
- vzduch se při sání i kompresi uvádí do vířivého
(šroubového) pohybu (deflektorem na pístu)
- palivo se vstřikuje do válce na konci komprese
- nastává vrstvené plnění válce – v okolí svíčky je bohatá
směs paliva se vzduchem, která je obklopena chudými vrstvami
- vnější vrstvy se mohou skládat z čistého vzduchu a nehořlavých horkých výfukových plynů
zpětného vedení (recirkulace) výfukových plynů
- bohatá směs paliva se vzduchem v oblasti zapalovací svíčky se bezpečně zažehne jiskrou a hořící palivo
zapálí bez problémů okolní chudou směs, což zaručuje stabilní a čisté spalování
Práce ve výkonném režimu:
- obtokový ventil (by-pass) je uzavřen a množství
vzduchu je určeno jen polohou škrtící klapky
- palivo je vstřikováno vířivou tryskou v době sání
v širokém kuželu
- spaluje se s bohatou směsí přeskokem jiskry na konci
komprese
- plynulý přechod mezi úsporným režimem a výkonným režimem zajišťuje elektronická regulace zapalování
a vstřikování GDI
Recirkulace výfukových plynů:
V horní oblasti zatížení pracují motory GDI se
stechiometrickou směsí, a proto i s řízeným třícestným
katalyzátorem jako běžné zážehové motory. Při
částečném zatížení (provoz s chudou směsí) se sice
snižují hodnoty HC (uhlovodíků) a CO, ale hodnoty
NOx jsou vyšší a nemohou být třícestným katalyzátorem
úplně redukovány. K jejich snížení se může zvýšit podíl
recirkulace (zpětného vedení) výfukových plynů až na
40% a více, nebo se používá další speciální redukční
katalyzátor pro chudou směs (DENOX-Kat), zařazený pro snížení obsahu NOx do zpětného vedení výfukových
plynů.
Znaky motorů GDI:
- až o 20% nižší spotřeba pohonných hmot
- vyšší měrný výkon
- až o 20% nižší emise CO2
Nepřímé vstřikování jednobodové
- vstřikování do sacího potrubí
rozdělení
Mono-Jetronic
Mono-Motronic
Mono-Jetronic nepřímé, přerušované, jednobodové vstřikování s elektronickým řízením
vstřikování
Mono-Motronic nepřímé, přerušované, jednobodové vstřikování s elektronickým řízením
vstřikování a zapalování
Jednobodové vstřikování Bosch Mono-Jetronic
Je jednoduchý elektronicky řízený nízkotlaký kompaktní vstřikovací systém, používaný zejména pro malé
čtyřválcové motory s výkonem do 80kW. Vlastní vstřikování paliva probíhá centrálně, pouze jedním
vstřikovacím ventilem, který je umístěn v kompaktním vstřikovacím agregátu před tělesem škrticí klapky. Při
každém zapalovacím impulsu spustí řídicí jednotka proces vstřikování, jde proto o vstřikování přerušované.
Základní funkce jsou podobné systému L-Jetronic.
a) Popis funkce
Vstřikování Mono-Jetronic poskytuje potřebné množství paliva přerušovaně prostřednictvím elektricky
ovládaného vstřikovacího ventilu do sacího potrubí před škrticí klapku. Jeho ovládání provádí řídicí jednotka
motoru. Pro výpočet doby vstřikování (vstřikovaného množství) zaznamenává řídicí jednotka prostřednictvím
různých vstupních signálů provozní stav motoru.
Elektrické palivové čerpadlo čerpá palivo z nádrže
přes filtr do komory regulátoru tlaku, který udržuje
tlak paliva konstantní v závislosti na tlaku v sacím
potrubí. Přebytečné palivo odtéká zpět do nádrže.
Je-li vstřikovací ventil otevřen pomocí elektrických
impulsů z řídicí jednotky, pak se palivo svým
tlakem vstřikuje do sacího potrubí před škrticí
klapku. Množství vstřikovaného paliva je určováno
dobou otevření vstřikovacího ventilu, tzn. trváním
impulsu vycházejícího z řídicí jednotky. Pro výpočet
potřebného vstřikovaného množství slouží řídicí
jednotce signály o počtu otáček, o nasávaném
množství vzduchu, o teplotě motoru, o teplotě
nasávaného vzduchu a signály ze snímače škrticí
klapky. Funkci obohacení směsi při studeném spouštění motoru přebírá řídicí jednotka a vstřikovací ventil, tzn.
že již není zapotřebí ventil pro studený start a teplotní časový spínač, jak tomu bylo u předcházejících systémů
vstřikování.
b) Palivový systém
V systému Mono-Jetronic bývá často zabudováno elektrické palivové čerpadlo pracující na principu proudění,
zřídka výtlačné komorové čerpadlo. V důsledku nízké spotřeby u malých motorů a nízkého tlaku v systému (asi 0,1
MPa) není zapotřebí výkonných čerpadel. Velmi často bývají umístěny v nádrži paliva společně se snímačem
hladiny paliva. Palivo se nasává otáčením oběžného kola s věncem lopatek v čerpadle bočního kanálu. Kanály ve
víku na straně sání a v pouzdru čerpadla se palivo se dostává do obvodového lopatkového čerpadla, ve kterém je
dalším lopatkovým kolem podáváno dál.
Výkon čerpadla silně závisí na otáčkách a tím na palubním napětí. Čerpací výkon se měří na výstupu
recirkulace.
Po průchodu palivovým čerpadlem prochází palivo palivovým filtrem a nakonec oplachuje vstřikovací ventil.
Nadbytečné palivo může regulátorem tlaku odtékat zpět do nádrže. Regulátor tlaku udržuje konstantní tlak
paliva s přetlakem asi 100 kPa proti okolnímu tlaku. Vstřikovací ventil vstřikuje palivo ve tvaru kuželu před
štěrbinu škrticí klapky. Umístění v systému se volí tak, aby rychlost proudění nasávaného vzduchu byla
optimální a zaručilo se tak jeho dobré směšování s palivem. Tvarování vstřikovacího ventilu a tím i z něj
vystupujícího vstřikovacího paprsku závisí na konstrukci sacího zařízení a velikosti motoru.
Kontrola palivového čerpadla, regulátoru tlaku a vstřikovacího ventilu začíná sejmutím vzduchového
filtru ze vstřikovací jednotky. Po odstranění přívodního a zpětného vedení paliva od vstřikovací
jednotky se na přívodní hadičku připojí manometr. Na výstup z tělesa se napojí druhá hadička, která
je vložena do nádobky pro odměřování množství dodaného paliva. Na relé čerpadla se na 30 sekund
přemostí svorky 30 a 87 a překontroluje se tlak paliva. Dodávané množství musí být nejméně 650
cm3. Těsnost vstřikovacího ventilu je v pořádku, odkápne-li maximálně 1 kapka paliva během 60 s.
Elektrický vnitřní odpor mezi svorkami 2 a 3 musí být při teplotě okolí asi 15 až 30 0C v rozsahu 1,0 až
1,6 .
c) Vstupní signály pro sledování provozního stavu
Podstatný rozdíl proti předcházejícím vstřikovacím
systémům spočívá u systému Mono–Jetronic v tom, že
se nasávané množství vzduchu (hmotnost) neměří,
nýbrž vypočítává na základě úhlu otevření škrticí
klapky () a otáček (n). Jde o tzv. regulaci /n. Při
daném otevření škrticí klapky a daných otáčkách může
být nasáto jen určité množství vzduchu. Příslušné pole
charakteristik je stanoveno experimentálně na
zkušebním stojanu a naprogramováno do řídicí
jednotky. Příslušné vstupní signály dostává řídicí
jednotka ze svorky 1 (počet otáček n) a potenciometru
škrticí klapky (úhel otevření klapky )
Signál ze svorky 1 (td-signál)
Dostává řídicí jednotka Mono-Jetronic z řídicí
jednotky zapalování. Tento signál lze měřit pomocí
úhlu sepnutí. Bez signálu o počtu otáček ke
vstřikování nedochází.
Úhel otevření škrticí klapky
Rozeznává řídicí jednotka podle změn odporu na potenciometru škrticí klapky. Potenciometr škrticí klapky má
dvě odporové dráhy s rozdílnými charakteristikami. Jednu pro oblast nízkého zatížení (úhel otevření 0 až 24°),
kdy se při malých rozdílech v úhlu otevření získávají velké změny v nasávaném množství vzduchu, a druhou
dráhu pro horní oblast zatížení (úhel rozevření 18 až 90°). Volnoběh nebo plné zatížení pozná řídicí jednotka
podle příslušného úhlu otevření. Obě dráhy lze zkoušet pomocí měření odporu. Při otevírání škrticí klapky se
musí hodnoty odporu plynule měnit. Přitom je důležité i to, aby byl po celé ploše dráhy zajištěn dobrý kontakt a
dráhy nebyly vlhké nebo zkorodované.
Poloha potenciometru vůči škrticí klapce se nemá měnit. Při případné nezbyté výměně se musí přesně
dbát údajů pro nastavení od příslušného výrobce.
Při výpadku potenciometru škrticí klapky řídicí jednotka přiřazuje různým otáčkám pevné doby vstřiku, a tím
zaručuje omezený nouzový provoz.
Teplota motoru
Se získává měřením pomocí NTC termistoru.
Teplota nasávaného vzduchu
Se získává pomocí NTC termistoru, který je umístěn v tělese vstřikovacího agregátu na vstřikovacím ventilu.
Napětí akumulátoru
Je měřeno prostřednictvím svorky 15 a u tohoto systému se nepoužívá jen pro napájení řídicí jednotky, ale jeho
hodnota ovlivňuje výpočet doby otevření vstřikovacího ventilu. Bezproblémové a elektricky vodivé musí být
připojení na kostru. Trvalé napájení z kladného pólu akumulátoru musí být k dispozici pro paměť závad.
Signál z lambda sondy
Je využíván pro korekci a regulaci výpočtu doby vstřikování paliva. Pokud je regulace otáček při volnoběhu
nastavována pomocí ovladače škrticí klapky (místo tepelného ovladače), může řídicí jednotka pro stabilizaci
otáček při volnoběhu dostávat doplňkové spínací signály (např. z klimatizačního zařízení nebo automatické
převodovky)
d) Funkce řídicí jednotky a výstupní signály
Nejdůležitějším výstupním signálem je impuls pro vstřikovací ventil, získaný na základě výpočtu množství
nasátého vzduchu. Vypočtená doba vstřiku se získává ze vstupních signálů a naprogramovaných funkcí, jako
jsou obohacení při spouštění, obohacování při běhu za studena a v zahřátém stavu, volnoběhu, obohacování při
plném zatížení, přerušení přívodu paliva při deceleraci a omezení otáček (podobně jako u jiných vstřikovacích
systémů). Také regulace směsi prostřednictvím teploty nasávaného vzduchu funguje podobně jako u ostatních
vstřikovacích systémů. Kromě obvyklých funkcí musí řídicí jednotka ve svých programech teplotu nasávaného
vzduchu a teplotu motoru hodnotit zejména při přechodovém chování a změnách zatížení. V důsledku
centrálního vstřikování před škrticí klapku se při akceleraci na stěnách sacího potrubí vytvoří tenká vrstva
paliva, která se odpaří po opětovném uzavření škrticí klapky.
Vytváření a odpařování této vrstvy paliva na stěnách sacího potrubí je závislé kromě teploty i na otáčkách
motoru a na velikosti úhlu a rychlosti otevření škrticí klapky. Změnu zatížení řídicí jednotka rozpozná
prostřednictvím změny odporu potenciometru škrticí klapky. V ten okamžik spustí příslušný program, aby
vykompenzovala kondenzaci paliva na stěnách. Další speciální funkcí řídicí jednotky je kompenzace napětí –
nejen pro fungování vstřikovacího ventilu, ale i pro čerpací výkon palivového čerpadla. Při nižší palubním
napětí a tím i nižším výkonu proudového čerpadla ( v důsledku jeho nižších otáček) se vypočtená doba vstřiku
ještě prodlužuje, aby se tak kompenzoval nižší tlak paliva. Regulaci elektrického palivového čerpadla
(bezpečnostní spínání) provádí řídicí jednotka prostřednictvím relé.
Je-li místo tepelného ovladače zabudován regulátor nebo ovladač škrticí
klapky (obrázek 64), pak je tento ovladač při regulaci volnoběhu ovládán
přímo řídicí jednotkou. Na základě signálu z kontaktu volnoběhu (5) a
otáček motoru se spouští regulace volnoběhu. Elektromotor (1) je dvěma
kabely spojen s řídicí jednotkou, která určí směr toku proudu a tím i směr
otáčení elektromotoru. Pomocí regulace volnoběhu lze snížit otáčky při
volnoběhu. Ty se zvyšují jen v případě potřeby (při studeném startu nebo
při běžícím kompresoru klimatizace). Regulátor škrticí klapky dává navíc
možnost lehce pootevřít klapku při jízdě bez stlačeného pedálu
akcelerátoru nebo při aktivním zpomalování a snížit tak podtlak v motoru.
Pomocí regulace otáček při volnoběhu se kompenzují i odchylky
způsobené opotřebením a stárnutím. To, co se zvládne u otáček při
volnoběhu kompenzovat regulátor volnoběhu, lze pomocí lambdaregulace pro složení směsi kompenzovat nebo přizpůsobit v celém
rozsahu.
Řídicí jednotka, podobně jako paměť závad, dostává hodnoty pro
adaptaci jen při trvale připojeném napájení z kladného pólu
akumulátoru. Na to je třeba dbát při hledání závad a při
diagnostice.
e) Diagnostika systému
Mono-Jetronic obsahuje vnitřní diagnostiku, která neustále monitoruje všechny prvky systému. V případě
výskytu chyby nebo poruchy ji zaznamená do paměti závad. Možnosti vyhodnocení (vyčtení) paměti závad
jsou dvě:
● blikacím kódem
● pomocí diagnostického přístroje, připojeného na diagnostické rozhraní vozidla
Pro citlivost centrální vstřikovací jednotky na neodborné zásahy, je při servisních operacích dbát zásad, s nimiž
je nezbytné se seznámit před zahájením prací.
f) Vnitřní diagnostika
V řídicí jednotce je trvalá paměť, která uchovává závady, jež se vyskytnou během provozu motoru. Pokud motor
neběží, je nutné po dobu asi 6 sekund startovat a nevypínat zapalování. Tímto způsobem se závady opět uloží. U
vozidel, které byly vyrobeny do roku 1988, může být uložena pouze jedna závada, u později vyráběných vozidel to
bylo až 11 závad. Chyby týkající se lambda-regulace mohou být indikovány teprve po 12 minutách jízdy. Jestliže se
závada neopakuje při osmi následujících startech, je automaticky vymazána.
g) Lambda regulace
Stoupající legislativní požadavky učinily nezbytným zavedení řízených třícestných katalyzátorů. Aby
odstraňování škodlivin z výfukových plynů probíhalo co nejúčinněji, musí se složení směsi pohybovat v úzkých
mezích stechiometrického poměru. Pro udržování směsi v mezích „katalyzátorového okna“ není řízení
množství vstřikovaného paliva dost přesné.
Při něm se nebere ohled na žádné změny v motoru v důsledku opotřebení, resp. na tolerance konstrukčních dílů.
Proto je požadováno, aby se měřilo skutečné složení výfukových plynů po spalování a podle změřených
odchylek se prováděla regulace vstřikovaného množství paliva, resp. upravovala tvorba směsi.
Složení výfukových plynů se měří
lambda-sondou.
Prostřednictvím
signálu z lambda-sondy může řídicí
jednotka
měnit
vstřikované
množství a tím i složení směsi.
Protože se jedná o uzavřený
regulační obvod, hovoříme o
regulaci.
Řídicí jednotka pomocí lambdaintegrátoru dodatečně reguluje
vypočtenou dobu vstřiku. Je-li
směs příliš bohatá, zkracuje se doba
vstřiku, je-li příliš chudá, pak se
prodlužuje.
Regulace
probíhá
nepřetržitě a kolísá zhruba v rozmezí  1 % kolem  = 1. Pro tuto regulaci existuje několik výjimek, tzv.
zákazů regulace, aby nedošlo k negativnímu ovlivnění podmínek chodu motoru ve fázi spouštění motoru a
chodu za tepla, při akceleraci a deceleraci a většinou i při provozu při plném zatížení. Při výpadku signálu od
lambda-sondy řídicí jednotka přepne na řízení v nouzovém režimu, o kterém je řidič většinou informován
rozsvícením varovné kontrolky na přístrojovém panelu.
Úprava směsi
U moderních vstřikovacích systémů se signál z lambda sondy používá také k tomu, aby se základní řízení
vstřikovaného množství přizpůsobovalo (adaptovalo) skutečným charakteristikám motoru. Musí-li se
vstřikované množství v určeném intervalu neustále dodatečně regulovat, řídicí jednotka to pozná, a vezme v
úvahu při dalším výpočtu doby vstřiku. Tak se pomocí lambda-integrátoru zmenšuje absolutní velikost potřebné
korekce. Hodnotu pro adaptaci ukládá řídicí jednotka do pracovní paměti.
Mono – Motronic
Složení:
● palivový systém
● snímače
●ovládací a řídící prvky
● zapalování
● diagnostická zásuvka
Palivový systém:
Je tvořen těmito komponenty:
▪ palivová nádrž
▪ elektrické palivové čerpadlo
▪ jemný čistič paliva
▪ vstřikovací jednotka se vstřikovacím ventilem
▪ regulátor tlaku paliva
( je v tělese vstřik. jednotky)
▪ nádobka s aktivním uhlím
▪ magnetický regenerační ventil
a) Elektrické palivové čerpadlo:
- je zabudováno přímo v nádrži, je ovládané relém palivového čerpadla
- je dvoustupňové, elektrické:
1. stupeň – lopatkové
2. stupeň – zubové
- ve spodní části je hrubý čistič paliva
- jištění proti přetížení – odejde pojistka
- těleso čerpadla má takový vnitřní objem, že je zároveň i zásobníkem paliva → doprava
paliva bez rázů, nemusí být tlumič rázů
- čerpadlo je opatřeno zpětným ventilem, který při překročení nastaveného tlaku přepouští
palivo zpět do nádrže
b) Jemný čistič paliva:
- je papírový
- zachycuje nečistoty do velikosti až 0,004 mm
- životnost je asi 50 000 km
c) Regulátor tlaku paliva:
- je integrovaný ve vstřikovací jednotce
- udržuje konstantní rozdíl mezi tlakem paliva a okolního
vzduchu (důležitý pro přesnou dávku paliva)
- tento rozdíl udržuje na hodnotě 0,1 MPa
Činnost:
- membrána odděluje dolní komoru s přepouštěcím ventilem
od horní komory s předepjatou šroubovou pružinou
- pohyblivě uložený přepouštěcí ventil je silou pružiny
dotlačován na sedlo ventilu
- pokud stoupne vlivem změny tlaku paliva síla na membránu a překoná sílu pružiny, je
ventilová destička nadzdvihnuta ze sedla a palivo může volným průřezem proudit zpět
k nádrži
- při odstavení motoru je ukončena také dodávka
paliva
- zpětný ventil palivového čerpadla a regulátor
tlaku se uzavřou a udržují určitou dobu tlak
paliva v přívodním vedení. To zamezuje
odpařování paliva, které se zahřívá od teplých částí
motoru a tím jsou zaručeny příznivé podmínky
pro další start
d) Vstřikovací jednotka:
- umístěna přímo na sacím potrubí
- vstřikovací ventil vstřikuje
palivo do prostoru před škrtící klapku
- frekvence vstřiků odpovídá zážehovým
impulzům
- počátek vstřiku a dobu otevření ventilu vypočítává řídící jednotka na základě vstupních dat a provozních stavů
Činnost:
- vstřikovací ventil má magnetické vinutí, jehlu ventilu a magnetickou kotvu
- je-li vinutí bez proudu, tlačí šroubovitá pružina jehlu ventilu do jejího sedla
- při vybuzení vinutí se jehla nadzvedne o cca 0,06 mm a palivo začne proudit z prstencového
otvoru. Množství paliva podle otáček motoru se řídí dobou otevření ventilu řídící jednotkou.
e) Nádobka s aktivním uhlím a regenerační ventil:
- spojena s nádrží a přes elektromagnetický ventil s prostorem za škrtící klapkou
- má ekologický důvod: zadržuje výpary z benzínu, aby neutíkaly do ovzduší
- zachycené výpary, které projdou aktivním uhlím jsou strhávány do spalovacího prostoru
podtlakem ze sacího potrubí
- množství regenerovaného proudu odpařeného paliva je závislé v první řadě na rozdílu tlaku
v sacím traktu a okolí, tj. při volnoběhu je rozdíl tlaků vysoký při vyšším zatížení motoru klesá
- přesné odměřování proudu palivových par provádí řídící jednotka přes regenerační ventil
- ventil je v činnosti pouze při zapnutém zapalování, pod napětím je ventil ve stavu uzavřeném, není-li
na svorkách napětí je ventil otevřen
- po signálu z řídící jednotky dojde k otevření ventilu a páry paliva začnou proudit do motoru
- není-li motor ještě zahřán na provozní teplotu (pod 60°C) je ventil uzavřen
Snímače:
Vyhodnocují všechny důležité hodnoty o provozním stavu motoru. Získané informace jsou ve formě
elektrických signálů přivedeny k řídící jednotce, tam se převedou na signál digitální
a zpracují pro další řízení akčních členů
Řídící jednotka získává informace o provozních veličinách a stavech systémů z následujících snímačů:
- snímač otáček motoru
- snímač teploty nasávaného vzduchu - spínač volnoběhu
- snímač natočení škrtící klapky - snímač teploty chladící kapaliny
- lambda sonda
S jejich pomocí řídící jednotka zabezpečuje: - optimální okamžik zážehu
- řízení úhlu sepnutí kontaktů v zapalovacím
trafu (odstředivá a podtlaková regulace
předstihu zážehu odpadají)
- koriguje dodávku paliva (dobou otevření jehly ventilu
vstřikovací jednotky)
- mění okamžik vstřiku paliva
a) Snímač úhlu natočení škrtící klapky:
- oblast úhlu otevření škrtící klapky je
rozdělena
na 2 odporové dráhy
(z důvodu přesného rozlišení úhlu natočení
škrtící klapky):
1. odporová dráha 0°- 24° - oblast
volnoběhu
2. odporová dráha 18°- 90° - oblast vyššího
zatížení.
Při poruše tohoto snímače vypočítává řídící
jednotka náhradní program. Vozidlo jede
dál, ale s omezením výkonu. V paměti ŘJ je
uložena závada
b) Snímač otáček a polohy klikového hřídele – Hallův snímač:
- určuje rychlost otáčení a polohu klikové hřídele motoru
- je umístěn na skříni převodovky v místě setrvačníku
- snímač vysílá řídící jednotce signál, spouštěný hranami drážky,
vyfrézované v setrvačníku
- tyto dva impulzy mají přesnou polohu vůči klikové hřídeli a to
6° a 60° před horní úvrati prvního válce
- aby toto pracovalo nesmí se pootočit s věncem setrvačníku
- když tento snímač nepracuje, tak motor nejede
c) Snímač teploty nasávaného vzduchu:
- je umístěný vedle vstřikovacího ventilu
- slouží pro kompenzaci vlivu hustoty nasávaného vzduchu při plnění válce (hustota závisí
na teplotě)
- při výpadku tohoto signálu vydá ŘJ náhradní signál, odpovídající teplotě nasávaného
vzduchu 20°C. Porucha se zaznamená do paměti závad a vozidlo jede dál.
d) Snímač teploty chladící kapaliny:
- snímá teplotu chladicí kapaliny (termistor NTC – s klesající teplotou se odpor zvyšuje)
- podle toho ŘJ ovlivňuje :
- množství paliva
- okamžik vstřiku
- okamžik zážehu
- se stoupající teplotou motoru klesá korekční dodávka paliva (zkracuje se korekční doba
otevření vstřikovacího ventilu)
- při dosažení provozní teploty motoru je korekce doby vstřiku vzrušena
- při poruše motor jede dál a do paměti se zaznamená závada
- pracuje tedy podobně jako sytič u karburátoru
e) Snímač barometrického tlaku:
- dodáván na přání zákazníka při jízdě s automobilem místy s velkým rozdílem nadmořské
výšky (velká nadmořská výška → řidší vzduch → menší hustota)
f) Provozní stav motoru – spínač volnoběhu:
- slouží k rozeznání okamžitého
provozního stavu motoru ( v tomto
případě volnoběh nebo plný výkon)
- je důležitý pro optimalizaci vstřikovaného
množství paliva
- volnoběh je řídící jednotce hlášen
sepnutím volnoběžného kontaktu snímače
nacházejícího se na nastavovači
volnoběhu
- plné zatížení vyhodnotí řídící jednotka
ze signálu potenciometru škrtící klapky
g)  sonda:
- pro dobrou činnost katalyzátoru je nutné optimální složení
směsi (směs se stechiometrickým
směšovacím poměrem: SP = 1 : 15 (na 1g paliva připadá
15 g vzduchu); tomu odpovídá
poměr 
m
skuteč. množství vzduchu
 s 
mt
teoret. množství vzduchu
Činnost:
-  sonda se nachází ve výfukovém potrubí a v něm je vystavena
proudu výfukových plynů a reaguje na v něm obsažený kyslík
- aktivní keramika, nacházející se na vnější přední části sondy je
opatřena porézními platinovými elektrodami
- keramika se stává za vysoké teploty vodivou pro kyslíkové
ionty
- vnitřní strana keramiky je spojena s okolním čerstvým
vzduchem
- je-li koncentrace kyslíku na obou stranách keramiky různá,
vzniká na elektrodách elektrické napětí
Charakteristika  sondy
- signál napětí lambda sondy se mění skokově v oblasti
odpovídající stechiometrickému složení směsi, tj.  = 1.
- napětí blížící se 0,9 V charakterizuje bohatou směs,
naopak napětí 0,1 V znamená, že je směs chudá
- lambda sonda pracuje s poměrem  v rozmezí 0,99 – 1,01, což znamená,
že katalyzátor pracuje s účinností až 99%
Druhy sondy : - nevyhřívaná (ohřívá se jen
od výfukových plynů)
- vyhřívaná (má své elektrické topné těleso, dostává se
dříve na provozní
teplotu)
Regulační činnost  sondy s vyhříváním začíná od teploty asi 300°C,
samotná provozní teplota  sondy
je asi 500°C – 600°C; sondu ničí teplota 900°C a více.
V případě přerušení signálu sondy nebo jeho zkratu zůstává motor v chodu a
závada se uloží do paměti závad řídící jednotky.
Katalyzátor:
Zařízení, které umožňuje chemickou přeměnu jedovatých složek ve výfukových plynech
na nejedovaté.
Jedovaté složky ve výfukových plynech:
CO – oxid uhelnatý (na CO2 oxidací)
HC – uhlovodíky (na CO2 a H2O oxidací)
NOx – oxidy dusíku (na N a O2 redukcí)
Chemické reakce v katalyzátoru:
2CO + O2 → 2CO2
2C 2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
2NO + 2CO → N2 + 2CO2
Katalyzátor svou přítomností umožňuje chemickou přeměnu škodlivin na jiné látky, aniž by se přitom sám
opotřebovával, protože se vlastních chemických reakcí přímo neúčastní.
Konstrukce katalyzátoru:
Podstatnými částmi katalyzátoru jsou:
- nosič katalyzátoru – kovová nebo keramická vložka (hliníko – hořčíkový silikát
- mezivrstva – nazývaná také nosná vrstva (jen u keramického nosiče)
- katalyticky aktivní vrstva – (vlastní katalyzátor)
Vložku (nosič) tvoří několik tisíc jemných kanálků,
kterými proudí výfukové plyny. Kanálky keramických
nosičů jsou opatřeny velmi porézní mezivrstvou.
Účinný povrch katalyzátoru se tím zvyšuje
asi 7000x. Na tuto mezivrstvu, nebo přímo na kovový
nosič se napařuje katalyticky účinná tenká vrstva
vzácných kovů, nejčastěji platiny, rhodia a palladia
(asi 2 gramy).
Nepřímé vstřikování vícebodové:
Patří sem soustavy vstřikování:
- K Jetronic
- KE Jetronic
- L Jetronic
- Motronic
Bosch K–Jetronic
Patří mezi první systémy nepřímého vstřikování benzinu. Systém Bosch K–Jetronic je vstřikovací zařízení s
plynulým (kontinuálním) vstřikováním za nízkého tlaku s hydropneumatickým odměřováním množství
paliva.
a) Popis funkce a přehled systému
Elektrické palivové čerpadlo (12) dodává palivo z nádrže (11) přes zásobník paliva (13) a palivový filtr (14) do
regulátoru směsi (7). Regulátor tlaku (8) udržuje v systému konstantní tlak paliva, který se u většiny systémů
pohybuje kolem 0,5 MPa. Přebytečné množství paliva se vrací zpět do nádrže. Pomocí tepelného regulátoru (6)
se podle teploty motoru mění řídící tlak, který působí na řídící píst. Vychýlení clony v přívodu měřiče množství
vzduchu (10) působí prostřednictvím množství nasávaného vzduchu proti řídícímu tlaku. Při chodu zahřátého
motoru se tak ještě dodatečně reguluje množství paliva, které propouští píst v rozdělovači paliva (7) na
jednotlivé vstřikovací ventily (1). Je-li motor zahřátý na provozní teplotu, je řídící tlak konstantní (asi 0,37
MPa). Vstřikované množství paliva je tak přímo úměrné množství nasávaného vzduchu a je řízeno
prostřednictvím vychýlení clony měřiče vzduchu množství nasátého vzduchu, která pomocí pákového systému
aktivuje řídící píst. Při studeném startu se pomocí přídavného vzduchového ventilu (3) k motoru přivádí
dodatečné množství vzduchu pro zvýšení volnoběhu (do prostoru škrticí klapky). Ventil pro studený start (15)
vstřikuje během fáze startování do sacího systému časově omezené dodatečné množství paliva. Tím se
usnadňuje spuštění motoru a kompenzují ztráty paliva způsobené kondenzací na studeném povrchu sacího
potrubí. Tento ventil je ovládán pomocí elektricky ohřívaného teplotního časového spínače (19).
b) Palivový obvod K-Jetronic
Palivové čerpadlo
Je lamelové, poháněné elektromotorem.
Zásobník tlaku paliva (akumulátor)
Zásobník tlaku paliva udržuje
po vypnutí motoru tlak v
palivovém
systému
po
nezbytně nutnou dobu. Během
provozu potlačuje rázy chodu
palivového
čerpadla.
Usnadňuje spouštění teplého
motoru. Tlak je vyvolán silou
pružiny (2) na membránu (4).
Čistič paliva
Jemný čistič paliva zachycuje nečistoty do průměru asi 0,01 mm.
Papírová vložka má účinnou plochu 530 000 mm2. V pravidelných
intervalech je doporučena jeho výměna. Při výměně je nutno dbát na
orientaci šipky na pouzdru ke směru proudícího paliva. Zanesený filtr
může být příčinou nerovnoměrného chodu a snížení výkonu motoru.
Regulátor systémového tlaku
Pro dosažení přesného dávkování paliva, musí být tlak v palivovém systému během celého období chodu
udržován na konstantní hodnotě 480 kPa. To zajišťuje regulátor systémového tlaku. Elektrické palivové
čerpadlo dodává více paliva, než je potřebné. Tlak paliva působí proti vratné síle pružiny pístu regulátoru, čímž
vzniká systémový tlak.
Vstřikovací ventil
Klidová poloha (ventil uzavřen) nastává u vypnutého motoru
Vstřik paliva nastane tehdy, jestliže tlak paliva bude větší než 330 kPa. Během vstřikování se jehla v sedle
ventilu chvěje a lépe rozprašuje palivo.
Poklesne-li tlak v systému pod hodnotu tlaku otevíracího (zastavení motoru), vstřikovací ventily se těsně
uzavřou. Těsnost se kontroluje tlakovou zkouškou i vizuálně.
Elektromagnetický ventil pro studený start motoru
Tento ventil je ovládán elektricky. Ve vypnutém stavu je průtok paliva zablokován. Spouštění provádí teplotní
časový spínač, který je přišroubován k motoru. Při studeném startu je kontakt sepnut. Při startu začne topným
vinutím protékat proud. Po přivedení napětí do vinutí cívky elektromagnetického ventilu jádro uvolní přívod
paliva a to vteče do rotační trysky. Ta je uvedena do rotujícího pohybu a velmi jemně rozpráší palivo do sacího
potrubí. Působení ventilu při teplotě 200C trvá 7-8 sekund. Doba působení se snižuje se zvyšováním teploty.
Pak bimetalová pružina teplotního časového spínače rozpojí kontakt. Při teplotě 350C je působení zcela
vyřazeno.
c) Vzduchový obvod K-Jetronic
Přizpůsobení dávky paliva zatížení motoru
Přizpůsobení složení směsi paliva pro různé
provozní podmínky jako je běh naprázdno,
částečné a plné zatížení, je dáno polohou
vzduchové klapky vůči přesně určenému
tvarování vzduchového trychtýře.
Při částečném zatížení pracuje motor s chudou
směsí poloha vzduchové klapky (2). Pro běh
naprázdno, poloha vzduchové klapky (3) a pro
plné zatížení je zapotřebí bohatá směs ( =
0,85 až 0,90) poloha vzduchové klapky (1).
Měřič množství vzduchu s rozdělovačem množství paliva
Je-li motor v klidu, vzduchová klapka (2) uzavírá průchod vzduchu. Je-li motor v chodu,
je vzduchová klapka proudícím vzduchem zvedána a její pohyb je přenášen na řídící pístek (9). Řídící pístek
pouští systémový tlak (10) ze spodních komor diferenčních tlakových ventilů do komor horních (11).
Šoupátko přídavného vzduchu
Těleso škrtící klapky je opatřeno obtokovým kanálem,
kterým je za škrtící klapku nasáváno větší množství
vzduchu. Průtok vzduchu je řízen šoupátkem (4)
přídavného vzduchu v závislosti na teplotě motoru. Jeli motor studený, je šoupátko otevřeno a větší množství vzduchu společně s větším množstvím paliva zvýší
volnoběžné otáčky. Se zvyšující se teplotou dochází k uzavírání šoupátka a ke snižování volnoběžných otáček.
d) Rozdělovač množství paliva
Přiděluje válcům motoru palivo podle polohy stavěcí klapky v měřiči množství vzduchu.
Řídicí štěrbina je široká 0,2 mm
● v tělese je tolik štěrbin, kolik má motor válců
● řídicí štěrbina je spojena s horní komorou diferenciálního tlakového ventilu (11)
● řídicí píst (9) je ve styku s pákovým systémem měřiče množství vzduchu (7)
● řídicí tlak (13) působí na horní stranu řídicího pístku (9)
Funkce
● vychýlením vzduchové klapky (2) v měřiči množství vzduchu pohne pákový systém (7) řídicím pístem
● mezi vychýlením desky, posunem pístku a uvolněným průřezem je přímá úměrnost
● řídicí tlak působící na horní stranu pístku je generován při zahřívání motoru a při plné zátěži motoru
Diferenční tlakové ventily
- horní komora (23) je naplněna odměřeným
palivem
- dolní komory (27) jsou vzájemně propojeny a jsou
pod systémovým tlakem (10)
- rozdílový tlak je určován silou pružiny (25)
Diferenční tlakové ventily udržují konstantní
tlakový spád v řídící štěrbině (16), nezávislý na
množství vstřikovaného paliva. Tlakový rozdíl mezi
dolní komorou (27) a horní komorou je 0,01 MPa.
To znamená, že v horní komoře je 0,475 MPa.
Pokud motor potřebuje větší množství paliva, řídící
pístek (9) se posune nahoru, zvýší se tlak v horní
komoře (23), membrána (26) mezi komorami se víc
prohne a do vstřikovacích ventilů proudí více
paliva. Při požadavku na menší množství paliva
pístek (9) poklesne, sníží se tlak v horních
komorách (23), průtočný průřez mezi membránou
(26) výstupem ke vstřikovacímu ventilu (24) se
zmenší a tím se zmenší i množství dodávaného paliva.
e) Regulátor chodu teplého motoru
Tento regulátor reguluje řídicí tlak jednak
závisle na teplotě motoru a jednak závisle
na zatížení motoru. Řídicí tlak tak
koriguje vychýlení vzduchové klapky,
čímž upravuje odměřované množství
paliva. Popišme si jednotlivé režimy.
Start studeného motoru:
Současně se sepnutím startovacího
spínače je přivedeno napětí na:
● topnou spirálu teplotního časového
spínače a šoupátka dodatečného
vzduchu
● elektromagnetický ventil pro
spouštění studeného motoru
● topnou spirálu regulátoru teplého chodu motoru
Řídicí tlak působící na řídicí pístek je snížen asi o 0,5 baru. Vzduchová klapka je více vychýlena než při
zahřátém motoru. Tím je zvýšeno množství paliva vyměřené pro start. Další palivo je do sacího potrubí
vstřikováno elektromagnetickým ventilem pro spouštění studeného motoru a to po dobu 7 až 8 sekund. Pak
režim startu studeného motoru přejde do fáze zahřívání motoru.
Postupné ochuzování směsi při zahřívání motoru:
Při spuštění studeného motoru je vytvořena bohatá směs. Se vzrůstající teplotou se zápalná směs postupně ochuzuje.
S narůstající teplotou se snižuje síla bimetalové pružiny a membrána (1) více uzavře odtok paliva (2) do nádrže,
čímž postupně vzroste řídicí tlak (13). Tak dojde k postupnému ochuzování zápalné směsi.
Obohacení směsi zatíženého motoru snížením řídicího tlaku:
Míru zatížení motoru indikuje tlak v sacím potrubí. K tomuto účelu je regulátor propojen hadičkou se sacím
potrubím (12). Membrána (10) odděluje od sebe prostor kde je tlak v sacím potrubí a prostor s barometrickým
tlakem ovzduší (9). Při běhu naprázdno je v sacím potrubí hlubší podtlak, takže barometrický tlak z (9) přitiskne talíř
membrány (10) na horní doraz (8).
Když motor bude plně zatížen, v sacím potrubí míra podtlaku poklesne. Tím se navýší tlak na horní stranu
membrány (10) a ta se prohne až na dolní doraz. Zvýší se odtok do nádrže (2), poklesne řídicí tlak a tím dojde k
obohacení směsi.
f) Systém K-Jetronic s lambda regulací
U automobilů s trojcestným katalyzátorem se musí složení směsi regulovat na hodnotu odpovídající
stechiometrické směsi, tedy = 1. Tuto regulaci provádí řídicí jednotka, která vyhodnocuje signál lambda–
sondy a potřebným způsobem ovlivňuje proces směšování. U systému K-Jetronic se za tím účelem mění tlak v
dolních komorách diferenčních tlakových ventilů. Ty jsou proto od tlaku v systému odděleny pevnou škrticí
štěrbinou. Tlak v dolních komorách se příslušným způsobem mění pomocí tzv. taktovacího ventilu. Tento
taktovací ventil (jeho otevření nebo zavření) je ovládán řídicí jednotkou. Neprotéká-li jím elektrický proud, je
uzavřen a v dolních komorách pak působí tlak paliva v systému.
Bosch KE–Jetronic
Z hlediska základní funkce je KE-Jetronic nadstavbou řízení K-Jetronic. Jemné nastavování vstřikovaného
množství však provádí, podle různých podmínek provozu, elektronická řídicí jednotka. Ta zpracovává
vstupní signály a na straně výstupu řídí elektrohydraulický měnič tlaku. Ten mění rozdíl tlaků v rozdělovači
množství paliva, mezi tlakem v dolních komorách diferenčních tlakových ventilů a tlakem v systému.
Mechanicky dodané množství směsi se tak upravuje řízením tlaku v dolních komorách – na rozdíl od změny
řídicího tlaku v případě vstřikování K-Jetronic.
a) Regulátor systémového tlaku
Již není integrován přímo v rozdělovači množství paliva,
nýbrž je samostatnou součástí. Tlak v systému je u
vstřikování KE-Jetronic vyšší než u zařízení K-Jetronic,
ale i zde se musí bezpodmínečně udržovat na přesné
hodnotě.
b) Spínač škrticí klapky
Se škrticí klapkou spojený spínač škrticí klapky. Má jeden
kontakt pro volnoběh a jeden kontakt pro plné zatížení. Při
širokém otevření škrticí klapky se kontakt plného zatížení
spojí a řídicí jednotka dostane napěťový signál. Při vyšších
otáčkách se tím spustí obohacování při plném zatížení.
Je-li naopak při vyšších otáčkách spojen kontakt
volnoběhu (tj. škrticí klapka je zavřená), přeruší se
přívod paliva. Až do naprogramovaného počtu
otáček nedochází ke vstřikování při uvolnění pedálu
akcelerace. To přispívá k úsporám paliva a snížení
objemu výfukových plynů.
Signál o počtu otáček dostává KEJetronic
od
řídicí
jednotky
zapalování. Někteří výrobci užívají
KR-Jetronic i k omezování otáček a
lze ho zkoušet měřením úhlu
sepnutí kontaktů. Informace o
zatížení
se
získává
pomocí
potenciometru na cloně průřezu v
měřiči
množství
nasávaného
vzduchu. Podle měnícího se úbytku
napětí (podle změny odporu)
rozpozná řídicí jednotka polohu
clony průřezu a její vychýlení. V
závislosti na změně polohy clony
průřezu a doby, během které k ní dojde, probíhá definované
obohacování při akceleraci.
Potenciometr
Zkouší se měřením odporu. Při vychylování clony průřezu se musí odpor spojitě měnit. Prostřednictvím svorky
50 rozpozná řídicí jednotka, ţe se spouští proces startování a po dobu asi 1,5 s dodává elektrohydraulickému
měniči tlaku maximální proud pro obohacení při startu. Návazně začne v závislosti na teplotě motoru řídit
zvyšování otáček motoru po startu (obohacování při chodu v zahřátém stavu).
Teplota motoru
Měří se termistorem NTC a má vliv jak na obohacování při akceleraci, tak na funkci přerušení přívodu paliva.
Je-li automobil vybaven trojcestným katalyzátorem, koriguje se vypočtený řídicí proud pro elektrohydraulický
měnič tlaku ještě podle signálu z lambda-sondy.
Řídicí jednotka dostává napájecí napětí. Při hledání závady je třeba co nejdříve
zkontrolovat její napájení a všechna spojení na kostru.
V závislosti na výrobci můţe řídicí jednotka zpracovávat i další vstupní signály. Ty však nejsou významné z
hlediska základní funkce. Ovlivňování vstřikovaného množství prostřednictvím elektrohydraulického měniče
tlaku.
c) Elektrohydraulický měnič tlaku.
Mění tlak v navzájem propojených dolních komorách diferenčních tlakových ventilů. To znamená změnu
rozdílu mezi tlakem v dolních komorách a tlakem v systému. Řídicí proud pro tyto změny dodává řídicí
jednotka. Změnami polohy vzduchové klapky řízenými řídicí jednotkou lze ovlivňovat tlak paliva v horních
komorách diferenčních tlakových ventilů a tím i přidělované množství paliva. Tímto způsobem lze provádět i
úpravy a korekce.
Protéká-li vinutím na pólu magnetu proud, tlačí
vzniklé magnetické pole destičku membrány proti
trysce (odtokový otvor). Tím se zmenšuje tlak v
dolních komorách a původní mechanicky dodané
základní množství paliva pro vstřikování se zvětší.
Při průtoku maximálního proudu je tato korekce
vstřikovaného množství největší. Při výpadku
řídicího proudu (např. v důsledku poruchy na
řídicí jednotce) je narážecí manžeta udržovaná
v určené poloze pomocí trvalých magnetů, a
umožňuje tak vstřikování mechanicky dodávaného
množství paliva bez této korekce.
Řídicí proud dodávaný řídicí jednotkou se měří pomocí víceúčelového měřícího přístroje. Při
případných odchylkách je nutné proměřit všechny vstupy na řídicí jednotce.
Bosch L – Jetronic
Systém L – Jetronic je výsledkem dalšího vývoje vstřikování paliva u zážehových motorů. Je
to elektronicky řízený vstřikovací systém s přerušovaným simultánním vstřikováním paliva do sacího potrubí a
měřičem množtví nasávaného vzduchu. Vývoj pak přinesl další jeho varianty (LU-, LE-, LH-Jetronic). Vstřikování
L-Jetronic a jeho varianty LU-, LE-, LH-Jetronic vstřikují potřebné množství paliva přerušovaně prostřednictvím
elektricky ovládaných vstřikovacích ventilů do sacího potrubí před sací ventily. Jejich ovládání provádí řídicí
jednotka. Pro výpočet doby vstřikování (vstřikovaného množství) zaznamenává řídicí jednotka prostřednictvím
různých vstupních signálů provozní stav motoru. Hlavní řídicí veličinou je nasávaný vzduch (Luft – L-Jetronic).
a) Popis činnosti
Elektrické palivové čerpadlo čerpá palivo z nádrže přes filtr do potrubí rozdělovače. Regulátor tlaku udržuje tlak
paliva konstantní v závislosti na tlaku v sacím potrubí. Přebytečné palivo odtéká zpět do nádrže. Jsou-li vstřikovací
ventily otevřeny pomocí elektrických impulsů z řídicí jednotky, pak se palivo svým tlakem vstřikuje do sacího
potrubí. Množství vstřikovaného paliva je určováno dobou otevření vstřikovacího ventilu, tzn. trváním impulsu
vycházejícího z řídicí jednotky. Pro výpočet potřebného vstřikovaného množství slouží řídicí jednotce signály o
počtu otáček, o nasávaném množství vzduchu, o teplotě motoru, o teplotě nasávaného vzduchu a signály ze spínače
škrticí klapky. Ventil pro studený start vstřikuje při studeném startu v závislosti na teplotním časovém spínači
krátkodobě palivo pro obohacení směsi při startu (analogicky k zařízení K a KE-Jetronic). U moderních zařízení tuto
úlohu přebírá řídicí jednotka a vstřikovací ventily, to znamená, že již není zapotřebí ventil pro studený start a
teplotní časový spínač. Zvýšení počtu otáček prostřednictvím ventilu přídavného vzduchu probíhá analogicky ke
vstřikování K-Jetronic a KE-Jetronic. Dnes se k tomu používá často i člen pro nastavování volnoběhu, kterým lze
stabilizovat a regulovat i volnoběh.
b) Palivový systém
Konstrukce i funkce elektrického palivového čerpadla a palivového filtru jsou stejné jako u vstřikování KJetronic. Čerpací výkon se měří na zpětném odtoku regulátoru tlaku. Bezpečnostní vypínání palivového
čerpadla se provádí přímo prostřednictvím kontaktů čerpadla na měřiči množství vzduchu, řídicím relé nebo
řídicí jednotkou systému L-Jetronic.
Potrubí rozdělovače s regulátorem tlaku, který je
v něm připevněn, funguje také jako zásobník,
který svou funkcí zabraňuje kolísání tlaku na
vstřikovacích ventilech. Ty jsou také na něm
většinou přímo namontovány. Regulátor tlaku
udržuje konstantní tlak paliva na úrovni 0,25
nebo 0,3 MPa (podle výrobce) v závislosti na
tlaku v sacím potrubí. Pryžová hadice k přípojce
sacího potrubí nesmí být poškozená, netěsná
nebo přelomená. Jen tak lze zaručit, že rozdíl
mezi tlakem paliva a tlakem v sacím potrubí
zůstane konstantní v závislosti na zatížení motoru, tzn. že zůstává stále stejný pokles tlaku od vstřikovacího
ventilu k sacímu potrubí. Tlak paliva se měří na potrubí rozdělovače před regulátorem tlaku a většinou se
staženou podtlakovou hadicí. Po nasazení přípojky sacího potrubí musí při volnoběhu v důsledku podtlaku v
sacím potrubí klesnout absolutní tlak asi o 0,03 až 0,06 MPa.
c) Vstřikovací ventily
Protéká-li vinutím magnetu proud, přitahuje
magnetické pole kotvu magnetu s jehlou trysky
proti spirálové pružině. Tím se palivo svým
tlakem dostává do sacího potrubí. Podobu
vstřikovacího paprsku určuje tvar sedla a jehly
trysky. Neprotéká-li žádný proud, spirálová
pružina vstřikovací ventil těsně uzavře.
Netěsné vstřikovací ventily způsobují potíže při startu v důsledku přesycení směsi. Usazeniny na
jehle trysky nebo na jejím sedle (karbonizace) zmenšují vstřikované množství paliva, resp. mění
vstřikovací paprsek. To vede ke špatnému chování při chodu v zahřáté stavu, nebo při
přechodových stavech. Často se to týká automobilů, používaných převážně k jízdám na krátké
vzdálenosti nebo vozidel dlouhodobě stojících.
Vstřikovací ventily lze čistit buď příslušnými přísadami v palivu (pozor na jejich slučitelnost s
katalyzátorem), nebo po jejich vymontování v ultrazvukové čističce. Nikdy nečistit mechanicky!
Ovládání vstřikovacích ventilů se provádí většinou signálem z řídicí jednotky. Přes svorku 15, resp. přes řídicí
relé jsou vstřikovací ventily spojeny s plus pólem akumulátoru. Příslušný signál ke vstřiku může řídicí jednotka
vydávat pro všechny ventily současně (simultánní), ve dvou skupinách (skupinové), nebo pro každý ventil
zvlášť (sekvenční).
Při demontáži a montáži vstřikovacích ventilů je třeba dávat pozor na to, aby se nepoškodil žádný
těsnicí kroužek. Signál ke vstřiku (ti-signál) se nejlépe kontroluje pomocí osciloskopu. Elektrické
napájení lze přezkoušet měřením napětí.
d) Registrace zatížení pomocí měřiče množství vzduchu.
U vstřikování L-Jetronic (v základní variantě) probíhá měření nasávaného množství vzduchu pomocí
speciálního měřiče. Ten se nachází mezi škrticí klapkou a vzduchovým filtrem, kde dochází již jen k malému
pulsování nasávaného vzduchu. Množství vzduchu nasávaného motorem vychyluje zavírací klapku (4) proti
síle pružiny. Kontakt jezdce, spojený se zavírací klapkou, mění odpor na potenciometru, dráze jezdce. Změnou
odporu a tím spojenou změnou úbytku napětí, řídicí jednotka zaregistruje polohu zavírací klapky a tím i
nasávané množství vzduchu. Vyrovnávací klapka (1) zabraňuje v součinnosti s tlumicím objemem (2) příliš
silnému kmitání zavírací klapky v důsledku pulsování vzduchu nebo při náhlých změnách zatížení.
Šroubem pro nastavování směsi volnoběhu (5) se koriguje množství vzduchu, které bez měření
prochází kolem zavírací klapky. Tím se mění obsah CO při volnoběhu. U automobilů s lambda
regulací většinou odpadá.
Pro přesné dávkování vstřikovaného množství paliva se musí množství vzduchu korigovat podle teploty
nasávaného vzduchu. Čidlem pro měření teploty nasávaného vzduchu je NTC termistor (někdy i PTC), který je
často integrován v měřiči množství vzduchu.
Bezpečnostní zapojení elektrického palivového
čerpadla bylo u systémů L-Jetronic často
realizováno pomocí kontaktu čerpadla v měřiči
množství vzduchu. Jakmile se zavírací klapka
vychýlí, tento kontakt se spojí. Při stojícím
motoru je tento kontakt otevřen a napájení
elektrického čerpadla se přeruší i při zapnutém
zapalování. Bezpečnostní zapojení je v
současnosti integrována v řídící jednotce
prostřednictvím
snímání
počtu
otáček
(prostřednictvím td-signálu).
Snímač teploty nasávaného vzduchu (NTC) se zkouší měřením odporu. Při změně teploty se
musí odpovídajícím způsobem změnit i hodnota odporu. Je třeba si dát pozor na to, zda se měří
jen odpor snímače NTC nebo i předřadný odpor.
Funkce potenciometru a kontaktu jezdce se musí přezkoušet, dochází-li při určitých stavech
zatížení motoru k výpadkům a nerovnoměrnosti chodu motoru.
Při kontrole se v prvním kroku prostřednictvím měření odporu zkontroluje dráha
potenciometru jako celek, není-li přerušena nebo zkratována. Kontakt jezdce se kontroluje
měřením úbytku napětí. Měření odporu je v tomto případě příliš nepřesné. Při pomalém
otevírání zavírací klapky rukou by měl mít průběh napětí tvar podle obrázku níže. Přitom musí
být přivedeno napětí akumulátoru, stejně tak i na vstupu k NTC.
Nejpřesnější zkouškou dráhy potenciometru a kontaktu jezdce je postup, při kterém se na
demontovaném měřiči vzduchu na vstup potenciometru přivede určená frekvence, nejlépe 500
až 800 Hz, která se pak snímá na výstupu kontaktu jezdce (pin7) a zobrazuje se na
osciloskopu. Při pomalém otevírání zavírací klapky se spojitě mění i velikost obrazu na
osciloskopu. Případné skoky nebo výpadky obrazu ukazují na přerušení nebo poškození dráhy
jezdce nebo jeho kontaktu.
Při hledání závady je kromě přezkoušení funkce měřiče množství vzduchu velmi důležité, aby
se do sacího systému netěsnostmi nedostával žádný falešný vzduch. Přisávání vzduchu bez
měření a započtení při výpočtu doby vstřikování vede k přípravě chudé směsi. Těsnost motoru
a sacího systému je třeba zkontrolovat zejména při neklidném volnoběhu a při příliš nízké
hodnotě CO při volnoběhu.
Je-li hodnota CO při volnoběhu příliš vysoká a nelze ji již korigovat, může být kromě
mechanických závad v motoru nebo příliš vysokého tlaku paliva příčinou i unavená pružina
uzavírací klapky. Otevření měřiče množství vzduchu a nového předepnutí pružiny je třeba se
vyvarovat, protože se tím ovlivní celý rozsah zatížení.
e) Snímání zatížení pomocí měření hmotnosti vzduchu.
U vstřikovacích systémů jsou trendy nahradit mechanické části elektronickými díly nepodléhajícími
opotřebení. Ze vstřikování L-Jetronic s měřičem množství vzduchu tak vznikl systém LH-Jetronic s
měřičem hmotnosti vzduchu s topným drátem. Ostatní funkce jsou analogické systému L-Jetronic.
Nasávaný vzduch zde proudí kolem ohřívaného tzv. topného drátu. V závislosti na hmotnosti okolo
proudícího vzduchu se musí drát ohřívat, aby se udržela jeho konstantní „nadměrná“ teplota. Teplota
topného drátu je vždy ( asi o 130 až 1500C) vyšší než je teplota nasávaného vzduchu. Proto se hovoří o
konstantní nadměrné teplotě. Topný proud, který je tomu zapotřebí, slouží jako informace o zatížení
motoru.
Nečistoty a usazeniny na topném drátě by mohly zkreslovat výsledek měření. Proto se po
zastavení motoru topný drát automaticky vyhřeje na vyšší teplotu a nečistoty se spálí.
Dalším krokem vývoje měřičů hmotnosti vzduchu s topným drátem je měřič hmoty vzduchu s tenkou topnou
vrstvou.
Snímač tenké topné vrstvy se ohřívá na nadměrnou teplotu, udržovanou konstantně o 1800C nad teplotou
nasávaného vzduchu. Žíhání již není kvůli vysoké teplotě vrstvy nutné. Zapojením do můstku se udržuje
nadměrná konstantní teplota. Při ochlazení topného článku poklesne odpor, což způsobí zvýšení intenzity
protékajícího proudu, a tím i intenzivnějšímu ohřívání. Potřebný topný proud slouží řídící jednotce jako
informace o zatížení motoru, na kterém je hmotnost nasávaného vzduchu přímo závislá.
f) Další vstupní signály pro získávání informací o provozním stavu
Snímač teploty chladicí kapaliny (NTC) předává řídicí jednotce informaci o teplotě motoru. U studeného
motoru se směs obohacuje podle charakteristik uložených v řídicí jednotce. Velikost tohoto obohacení i teplota
jeho zastavení je u různých výrobců rozdílná. Při výpadku tohoto signálu se často pracuje s náhradní hodnotou
uloženou v řídicí jednotce. Přitom může docházet k potížím při startu i k neklidnému chodu po zahřátí, protože
tato náhradní hodnota se volí většinou v blízkosti provozní teploty.
Není-li tato náhradní hodnota k dispozici ani nedochází k výpadku signálu, pak při zkratu (malý odpor,
odpovídá hodnotě při zahřátém motoru) neprobíhá žádné obohacování, při přerušení (nekonečně velký odpor,
tzn. velice studený motor) naopak dochází k trvalému, nadměrně velkému obohacování směsi.
Dalším signálem pro jemnou korekci vstřikovaného množství je spínač škrticí klapky. Je-li kontakt pro
volnoběh sepnut, pak se použije vlastního programu pro volnoběh. Při vyšších otáčkách a spojeném kontaktu
pro volnoběh je tak v činnosti přerušení přívodu paliva. Pomocí kontaktu pro plné zatížení je směs rovněž
obohacována v závislosti na počtu otáček.
Funkce a správné nastavení spínače škrticí klapky je třeba zkontrolovat při každém
hledání závady.
Při nejvyšších nárocích na bezpečnost, spolehlivost a přesnost funkce řízeného vstřikování se spínač škrticí
klapky často nahrazuje potenciometrem škrticí klapky. Řídící jednotka v tomto případě rozpozná jakoukoli
polohu škrticí klapky a tak při výpadku informace o zatížení (prostřednictvím měřiče množství vzduchu atd.)
může sama spustit nouzový režim. Při plné funkčnosti zase předstih škrticí klapky před změnou nasávaného
vzduchu zaručuje ještě přesnější řízení dávkovaného vstřikování (především při obohacování při akceleraci).
Nejdůležitějším signálem pro vstřikování L-Jetronic je signál ze svorky 1 (td-signál), který řídicí jednotka
dostává od cívky zapalování nebo přímo z řídicí jednotky zapalování. Ten spolu s informací o zatížení slouží k
výpočtu vstřikovaného množství a samozřejmě i pro výpočet doby vstřikování v závislosti na otáčkách. Bez tdsignálu se vstřikování zastaví. Pro měření td-signálu se používá úhlu sepnutí kontaktů.
Bezpečnostní nebo řídicí relé. Zabezpečuje při zapnutém zapalování
napájení řídicí jednotky, vstřikovacích ventilů, ventilu přídavného
vzduchu, spínače škrticí klapky a měřiče množství vzduchu
elektrickým proudem z plusového pólu akumulátoru.
Pokud zahrnuje i napájení palivového čerpadla, musí přicházet i signál
ze svorky 1. Bez signálu ze svorky 1 se napájení čerpadla zastaví.
Elektrické napájení řídicí jednotky může být kromě řídicího relé
zabezpečeno i přímo z plusového pólu akumulátoru, resp. ze svorky 15.
Je-li v systému zařazena paměť závad, musí být neustále spojena s
plusovým pólem baterie. Napěťový signál využívá řídicí jednotka i pro
úpravu doby vstřikování v závislosti na velikosti palubního napětí. Napěťová kompenzace je potřebná k tomu,
aby se respektovala doba sepnutí vstřikovacích ventilů (zpoždění odezvy) a vypočtené vstřikované množství
paliva nebylo zkreslováno např. nízkým napětím akumulátoru.
Při hledání závad je nutné vždy zkontrolovat i ukostření.
d) Funkce řídicí jednotky
Využitím výše popsaných signálů může řídicí jednotka rozpoznat provozní stav a zatížení motoru a vypočítat
potřebné vstřikované množství, resp. dobu otevření vstřikovacích ventilů. Ovládání vstřikovacích ventilů se provádí
hmotovým impulsem (ti-signál). U počátečních systémů L-Jetronic je uplatněno simultánní vstřikování. Dalším
stupněm vývoje bylo použito skupinové vstřikování. Kromě této základní funkce má řídicí jednotka i několik
dalších funkcí, které jsou programovány různými výrobci individuálně.
Při obohacování směsi při studeném startu se kondenzační ztráty kompenzují buď zařazením ventilu pro
studený start, nebo řízením studeného startu naprogramovaného v řídicí jednotce. To je prováděno přímo
prostřednictvím vstřikovacích ventilů. Naprogramované řízení studeného startu se uvede do činnosti na základě
rozpoznání podmínek startu a teploty chladicí kapaliny. V návaznosti na řízení při startu probíhá časově a
teplotně závislé obohacování po startu.
Teploty motoru se často využívá k jemnému ovládání i u funkce přerušení přívodu paliva, tzn. že u studeného
motoru k přerušení přívodu paliva nedochází vůbec, nebo až po překročení vysoké meze otáček. Teplota
motoru hraje důležitou roli i pro funkci obohacování při akceleraci, kde spoluurčuje velikost obohacení.
Pokud by nebyl k dispozici signál o teplotě motoru, pak by při akceleraci se
studeným motorem docházelo ke „škubání“ (zahlcení) motoru.
Na teplotě motoru je závislá i lambda-regulace. Tato regulace začíná teprve po překročení určené teploty (což
není jen provozní teplota katalyzátoru).
Při příliš brzkém zahájení lambda regulace by studený motor běžel neklidně,
nebo by se i zastavil.
V řídicí jednotce automobilů s katalyzátorem je naprogramováno i omezení maximálního počtu otáček
prostřednictvím zastavení vstřikování. K dalším funkcím naprogramovaným v řídicí jednotce patří vlastní
program pro volnoběh a obohacování při plném zatížení, které závisí na počtu otáček a teplotě motoru.
Program pro volnoběh může obsahovat i regulaci volnoběhu, pokud je místo ventilu přídavného vzduchu
namontován stavěcí člen pro volnoběh. Tímto způsobem lze pak volnoběh regulovat s ohledem na jakékoliv
pracovní podmínky motoru.
Bosch Motronic
Motronic vznikl integrací systému nízkotlakého vstřikování paliva s elektronickým zapalováním. Tím se
soustředila kompletní elektronika řízení motoru v jedné řídící jednotce.
To umožnilo optimalizovat odměřování paliva a řízení zapalování, snížit náklady na řídící jednotky a společně
využívat snímače. Řídicí jednotka obsahuje mikropočítač, vybavený paměťovou jednotkou, která umožňuje uložit
řadu polí charakteristik a konstant. Pole charakteristik se např. používají pro řízení úhlu sepnutí a předstihu, fáze
zahřívání, obohacení pro akceleraci, pro lambda-regulaci a pro cirkulaci spalin. Skutečné hodnoty zjištěné snímači
se s uloženými hodnotami porovnávají. Tak se zjišťuje okamžitý provozní stav motoru. Podle charakteristik paměti
řídící jednotky se prostřednictvím koncových výkonových stupňů ovládají akční členy, např. vstřikovací ventily a
zapalovací cívka. Provozní údaje o stavu motoru předává Motronic k dispozici i dalším elektronickým systémům
jakými jsou elektronické řízení převodovky nebo regulace prokluzu hnacích kol (ASR). Palubní diagnostika OBD
(On Board Diadnostic) zaručuje plnění limitů škodlivin v emisích i při zhoršování technického stavu motoru.
a) Dílčí systém vstřikování
Indukční snímač snímá z ozubeného kotouče setrvačníku otáčky motoru. Měřič množství vzduchu s
vyhřívaným drátkem nebo vyhřívaným filmem dává řídící jednotce informace o nasátém hmotnostním
množství vzduchu. Mikropočítač na základě těchto údajů stanoví základní množství vstřikovaného paliva. K
tomuto parametru mikropočítač připojí korekční signály o teplotě motoru, teplotě nasávaného vzduchu, poloze
škrtící klapky a signál lambda sondy a tím dosáhne optimálního provozu motoru a minimálních škodlivin ve
výfukových plynech.
b) Dílčí systém zapalování
V paměti řídící jednotky jsou pole (soustava charakteristik) rozhodujících pro určení okamžiku zážehu
(předstih) v závislosti na otáčkách a zatížení. Korekční signály jsou ze snímačů klepání, zásahu ASR, řazení
převodovky atd. V závislosti na otáčkách motoru a napájecího napětí se určuje okamžik zavření (úhel sepnutí).
Tím se upraví energie zapalovací jiskry podle potřeby.
c) Úprava výfukových plynů
V závislosti na zatížení a teplotě motoru řídící jednotka Motronic ovládá následující regulační orgány:
● odvzdušňovací ventil nádrže
● nastavovač tlaku pro ventil EGR recirkulace výfukových plynů
● ventil pro sekundární vzduch a čerpadlo sekundárního vzduchu
Úkol regulace – minimalizace škodlivin ve výfukových plynech
d) Funkční kontrola systémových komponentů
Podstatné systémové chyby se ukládají do chybové paměti řídící jednotky. Mohou být přečteny pomocí
servisních diagnostických přístrojů. Pomocí diagnostiky akčních členů lze provést test jejich funkčnosti
(vstřikovací ventily, palivové čerpadlo). Prvky pro úpravu škodlivin v emisích jsou průběžně a trvale
kontrolovány prostřednictvím palubní diagnostiky OBD. Při jejich chybné funkci se musí rozsvítit kontrolka na
přístrojové desce.
e) Systémové spojení
Datovou sběrnicí CAN se spolu spojují různé
systémy vozidla jako např. řízení převodovky,
protiblokovací a protiprokluzové zařízení (ABS /
ASR), regulace dynamiky jízdy (FDR),
elektronicky řízené bezpečnostní systémy apod.
Pro možnost zásahu do systému mimo vůli řidiče
bylo nutno nahradit mechanické ovládání škrticí
klapky od plynového pedálu systémem
elektrickým (Drive by wire). Poloha škrticí klapky
se pak nastavuje krokovým elektromotorem podle
pokynů řídící jednotky Motronic, vyhodnocující
údaj snímače polohy pedálu plynu a další korekce.
f) Přídavné funkce
Nutné ke snížení emisí a spotřeby paliva, jejichž limity jsou požadovány zákonnými normami. Umožňují
hlídání všech vlivů ovlivňujících složení výfukových plynů. Patří sem – regulace volnoběžných otáček, lambda
regulace, řízení systému odvětrání palivové nádrže, regulace klepání, recirkulace spalin ke snížení obsahu
NOX, řízení vhánění sekundárního vzduchu ke snížení obsahu HC.
g) Systém může být doplněn podle požadavků výrobce o následující funkce
Řízení turbodmychadla, řízení sacího potrubí s proměnnou délkou k regulaci nárůstu výkonu motoru, řízení
nastavení vačkových hřídelí ke snížení emisí ve výfukových plynech a regulaci nárůstu výkonu motoru,
regulaci klepání jakož i omezení maximálních otáček a omezení maximální rychlosti.
h) Motronic podporuje řídící jednotky ostatních elektronických systémů ve vozidle
Elektronickou řídící jednotku automatické převodovky, elektronickou řídící jednotku ABS s regulací prokluzu
hnacích kol (ASR).
i) Provozní stavy
Start – v průběhu celého startu je vstřikované množství stanoveno speciálním výpočtem. Pro první vstřikovací
impulsy je zvolen speciální „vstřikovací timing“.
Doba po startu – po úspěšném nastartování probíhá další redukce zvýšeného vstřikovaného množství v
závislosti na teplotě motoru a době uběhlé od nastartování.
Zahřívání – doba po startu plynule přejde do fáze zahřívání. Rozhodujícím faktorem je chování při jízdě,
zlepšení emisí škodlivin a spotřeby paliva. Součinnost chudé směsi a malého předstihu vede ke zvýšení teploty
výfukových plynů. Teplotu spalin lze zvýšit i jinou cestou a to spalovat bohatou směs s vháněním sekundárního
vzduchu za výfukový ventil. Smyslem urychlení etapy zahřívání je rychlejší náběh katalyzátoru. Po dosažení
provozní teploty katalyzátoru je vstřikování řízeno na součinitel přebytku vzduchu  = 1.
j) Přechodové kompenzace
Zrychlení / zpomalení – čím více stoupá zatížení motoru a prodlužuje se doba vstřiku, tím více ulpívá palivový
film na stěnách sacího potrubí. Proto při akceleraci je nutno zvýšit dotaci paliva. Při klesajícím zatížení je
palivový film k dispozici ke spálení a o toto množství lze dotaci paliva snížit
Decelerace / obnovení – při deceleraci, (brždění motorem), je odpojeno vstřikování paliva a to nejprve po
snížení předstihu. Při poklesu otáček blížících se volnoběžným, je vstřikování opět obnoveno. Plynulost
přechodu podporuje řízený předstih.
k) Regulace volnoběhu
Má značný podíl na spotřebě paliva při volnoběžných otáčkách. Regulace volnoběžných otáček musí tvořit
rovnováhu mezi odevzdaným kroutícím momentem a zatížením motoru a tím zajistit konstantní otáčky.
Regulace volnoběhu vedle signálu otáček motoru potřebuje informaci o úhlu natočení škrticí klapky
(nesešlápnutý plynový pedál). Možnosti regulace jsou následující. První je řízení množství vzduchu přes
obtokový kanál kolem škrticí klapky. To lze realizovat obtokovým kanálem, nebo ovládáním polohy škrticí
klapky pohyblivým dorazem, nebo přímým pohonem škrticí klapky. Druhá, rychlejší metoda je řízením úhlu
zážehu. Větším úhlem zážehu, získáme větší kroutící moment.