Układ wtrysku wielopunktowego — opis konstrukcji (Renault 19)

Schemat przedstawia sygnały wejściowe i wyjściowe w jednostce sterującej silnika w układzie wtrysku wielopunktowego. Wystarczy jeden błędny sygnał z czujnika lub sensora, albo jego awaria, aby całkowicie zaburzyć "równowagę" sygnałów wyjściowych układu wtrysku paliwa i zapłonu. Konsekwencją tego jest spadek mocy silnika.



Na rysunku pokazano rozdzielacz paliwa 16-zaworowego Renault 19 zainstalowany równolegle do głowicy cylindra. Wtryskiwacze są wbudowane w głowicę cylindra (od 1 do 4), są zasilane paliwem z rurociągu dystrybucyjnego i napędzane poprzez łącznik buta za pomocą urządzenia sterującego. Ciśnienie w przewodzie paliwowym (8) regulowane jest za pomocą sterowanego regulatora ciśnienia (6) umieszczonego na drugim końcu przewodu dystrybucyjnego. W tym celu wąż niskiego ciśnienia (5) podłącza się do regulatora ciśnienia. Przewód odprowadzający nadmiar paliwa (7) znajduje się przed przewodem doprowadzającym paliwo na przewodzie rozdzielczym paliwa.





Potencjometr przepustnicy (1) należy demontować tylko w razie konieczności. W tym celu należy odłączyć złącze, a następnie odkręcić lakierowane śruby krzyżakowe (2). Przed wykonaniem tej czynności należy zaznaczyć dokładną pozycję potencjometru.

Na rysunku pokazano rurę rozdzielczą powietrza silnika 16-zaworowego. Gdy silnik nie jest rozgrzany, zawór paliwa rozruchowego (4) zamontowany w obudowie przewodu rozdzielczego powietrza (1) zasilany jest paliwem poprzez przewód paliwowy wysokiego ciśnienia (2) z przewodu rozdzielczego paliwa (3). Liczba "5" oznacza generator.

Oddzielne zasilanie paliwem

Najmocniejsze modele Renault 19 są wyposażone w układ wtrysku wielopunktowego (MPI = Multi-Point-injection). Oznacza to, że każdy cylinder ma własny wtryskiwacz dostarczający paliwo. Producentami głównych elementów systemu, podobnie jak w przypadku układu wtrysku jednopunktowego, pozostają Bendix, Bosch, Pierburg i Siemens.

Najważniejsze elementy układu wtrysku wielopunktowego

Wtrysk paliwa i zapłon są optymalnie regulowane, podobnie jak w przypadku układu wtrysku jednopunktowego, ponieważ ilość paliwa i moment zapłonu są regulowane przez urządzenie sterujące. W tym celu urządzenie sterujące przetwarza informacje z następujących elementów:

• Zacisk startowy 1 (biały przewód) od startu do uruchomienia silnika.
• Czujnik prędkości umieszczony jest na kole zamachowym wału korbowego silnika i służy do określenia położenia GMP cylindra nr 1.
• Potencjometr przepustnicy znajduje się na korpusie przepustnicy firmy Bosch i służy do określania położenia przepustnicy.
• Czujnik ciśnienia wykrywający niskie ciśnienie w kolektorze dolotowym.
• Czujnik prędkości służy do określania aktualnej prędkości ruchu.
• Czujnik spalania stukowego montowany jest w obudowie silnika w celu wykrywania spalania stukowego, patrz rozdział Układ zapłonowy.
• Sonda lambda umieszczona jest w rurze dolotowej katalizatora i służy do pomiaru zawartości tlenu resztkowego w spalinach.
• Czujnik temperatury powietrza dolotowego znajduje się w przewodzie powietrza dolotowego przed przepustnicą (silnik 1,7/1,8 litra) i odpowiednio po stronie kolektora dolotowego (silnik 16-zaworowy) służy do określania temperatury powietrza dolotowego.
• Czujnik temperatury płynu chłodzącego służy do pomiaru temperatury silnika.
• Na podstawie informacji o prędkości obrotowej, prędkości i ciśnieniu w rurze ssącej, układ sterujący oblicza czas otwarcia wtryskiwaczy elektromagnetycznych i w ten sposób reguluje ilość wtryskiwanego paliwa. W tym celu jednostka sterująca ma do dyspozycji różne charakterystyki stanu silnika dotyczące wtrysku i zapłonu. Charakterystyki uniwersalne to zwarty blok informacji zawierający dane o wszystkich możliwych stanach silnika wraz z odpowiadającymi im ilościami wtryskiwanego paliwa i momentami zapłonu. Urządzenie sterujące może również zmieniać wartości po otrzymaniu sygnałów korekcyjnych (na przykład o temperaturze powietrza dolotowego i płynu chłodzącego).

Korpus przepustnicy

Dźwignia przepustnicy (3), potencjometr (1) i główny zawór przepustnicy (2) umieszczone są na wałku przepustnicy. Dopiero po osiągnięciu maksymalnego ciśnienia podawania paliwa przepustnica wtórna (4) całkowicie otwiera otwór dolotowy w korpusie przepustnicy za pomocą segmentu dźwigni. Aby uniknąć zacinania się przepustnicy przy zamykaniu, pozostaje ona lekko otwarta po zwolnieniu pedału przyspieszenia. Pozycja zaworu jest ustawiona fabrycznie i nie można jej zmienić w trakcie serwisowania. Dlatego odpowiednia śruba regulacyjna jest uszczelniona.

W obudowie przepustnicy, który znajduje się przed kolektora dolotowego, umieszczone 2 przepustnice o różnej średnicy (1,7-litrowy silnik = 32/36 mm; silnik 1,8 litra = 32/36; 16 zaworów = 35/52 mm). Mały zawór przepustnicy jest połączony za pomocą dźwigni wału i linki z pedałem gazu. Reguluje przepływ powietrza dolotowego aż do połowy skoku pedału gazu. Mimo że duża przepustnica dopiero zaczyna się otwierać, a mała przepustnica jest już prawie otwarta, oba zawory jednocześnie całkowicie otwierają otwór dolotowy w korpusie przepustnicy, gdy osiągnięta zostanie maksymalna dawka paliwa.

Potencjometr przepustnicy

Potencjometr przepustnicy rejestruje położenie przepustnicy, począwszy od pozycji "na biegu jałowym" (przepustnica zamknięta) i do "pełnego obciążenia" (oba zawory przepustnicy są całkowicie otwarte). Na podstawie tych danych następuje aktywacja układu regulacji obrotów biegu jałowego, odcięcia dopływu paliwa podczas hamowania silnikiem lub odpowiednio wzbogacania mieszanki przy pełnym otwarciu przepustnicy. Ponadto gwałtowne otwarcie przepustnic jest rozpoznawane jako sygnał przyspieszenia i podczas przyspieszania włącza się tryb wzbogacania mieszanki roboczej.

Regulator ciśnienia

Regulator ten umiejscowiony jest bezpośrednio w rozdzielaczu paliwa i reguluje ciśnienie paliwa podawanego do wtryskiwaczy, w zależności od wersji silnika, w zakresie 3,0±0,15 bara lub odpowiednio 3,5±0,2 bara. Aby to zrobić, do przewodu dolotowego wprowadza się obniżone ciśnienie. Na biegu jałowym, przy zamkniętych przepustnicach i obniżonym ciśnieniu utrzymuje ciśnienie niższe o 0,5 bara.

W miarę wzrostu ciśnienia i obciążenia silnika regulator ciśnienia zwiększa ciśnienie paliwa. Nadmiar paliwa przepompowanego w ten sposób zostaje odprowadzony z powrotem do zbiornika przez przewód paliwowy.

Czujnik ciśnienia

Jest on połączony wężem z rurą ssącą. W czujniku pewne podciśnienie w rurze ssącej oddziałuje na kryształ i zmienia jego rezystancję. Poprzez zmianę oporu i prędkości urządzenie sterujące ustala optymalne obciążenie silnika.

Dysze

Bezpośrednio przed zaworem dolotowym każdego cylindra znajdują się wtryskiwacze. Podczas jednego obrotu wału korbowego wtryskiwana jest do nich jednocześnie połowa niezbędnej ilości paliwa. W ten sposób każdy cylinder otrzymuje potrzebną mu ilość paliwa w 2 "wtryskach", przy czym pierwsza połowa jest wtryskiwana do powietrza dolotowego przy zamkniętym zaworze dolotowym.



Podczas następnego obrotu wału korbowego druga połowa wymaganej ilości paliwa zostaje wtryśnięta do powietrza dolotowego przy otwartym zaworze dolotowym.

Dystrybutor paliwa

Zapewnia równomierne dostarczanie paliwa do wtryskiwaczy. Ponadto rura rozdzielcza pełni funkcję akumulatora paliwa i zapobiega w ten sposób wahaniom ciśnienia.

Zawór paliwa rozruchowego 16-zaworowy

Ten zawór elektromagnetyczny wtryskuje dodatkową ilość drobno rozpylonego paliwa do kolektora dolotowego na krótki okres czasu, gdy temperatura płynu chłodzącego spadnie poniżej 20°C. Czas wtrysku ustalany jest przez urządzenie sterujące.

Zawór sterujący prędkością biegu jałowego

Podczas rozgrzewania się przy całkowicie skręconym wspomaganiu kierownicy lub gdy włączony jest odbiornik o dużej mocy, zawór otwiera dodatkowy kanał powietrzny; jednocześnie zamykają się przepustnice. Większa ilość powietrza dostarczona do kolektora dolotowego powoduje równoczesny wzrost ilości dostarczanego paliwa. W ten sposób kompensuje się obciążenie wynikające z tarcia w nieogrzewanym silniku i obciążenie silnika ze strony serwomotoru lub innego odbiornika prądu o dużej mocy.

Czujnik prędkości ruchu

Czujnik ten, umieszczony w połączeniu elektrycznym wałka obrotomierza skrzyni biegów, generuje prąd przemienny, którego częstotliwość wzrasta lub maleje w zależności od prędkości obrotowej wałka obrotomierza. Jego sygnały przekazywane są również do urządzenia sterującego.

Sonda lambda

Jest on montowany w rurze wydechowej przed katalizatorem i jest podgrzewany elektrycznie, aby osiągnąć temperaturę roboczą jak najszybciej po uruchomieniu zimnego silnika. Niezbędne informacje na temat budowy sondy lambda znajdą Państwo w rozdziale "Neutralizacja spalin".

Czujnik temperatury

Czujnik działa na zasadzie zmiennej rezystancji z "ujemnym współczynnikiem temperaturowym" (NTC). Oznacza to, że opór będzie malał wraz ze wzrostem temperatury.

Czujnik temperatury powietrza dolotowego: znajduje się w przewodzie powietrza przed przepustnicą (silniki o pojemności 1,7-/1,8 l) i odpowiednio w pobliżu rury dolotowej przed kolektorem dolotowym (silnik 16-zaworowy) do rejestrowania temperatury powietrza dolotowego.

Czujnik płynu chłodzącego (znajduje się obok obudowy termostatu): Podczas uruchamiania zimnego silnika i podczas rozgrzewania przesyła dane o temperaturze płynu chłodzącego, co jest niezbędne do prawidłowego dawkowania paliwa i korekcji kąta wyprzedzenia zapłonu.

Tak działa układ wtrysku wielopunktowego

Rozruch zimnego silnika: Oprócz powietrza dolotowego, zawór sterujący powietrzem biegu jałowego wpuszcza dodatkowe powietrze.

Jednocześnie urządzenie sterujące otrzymuje sygnał "silnik zimny" z czujnika temperatury płynu chłodzącego. Na podstawie tego sygnału układ sterujący zapewnia dłuższe otwarcie otworów wtryskiwaczy, co pozwala na uzyskanie bardziej wzbogaconej mieszanki roboczej. Jednostka sterująca na krótko aktywuje również zawór paliwa rozruchowego (tylko dla silnika 16-zaworowego) aby dostarczyć dodatkowe paliwo.

Rozgrzewka: czujnik przesyła sygnał do urządzenia sterującego o wzrastającym nagrzewaniu się płynu chłodzącego. Powoduje zamknięcie zaworu sterującego powietrzem biegu jałowego i reguluje czas wtrysku.

Praca na biegu jałowym: na podstawie sygnałów z potencjometru przepustnicy i czujnika ciśnienia urządzenie sterujące "uczy się", kiedy silnik pracuje na biegu jałowym. Jeżeli prędkość obrotowa biegu jałowego spada, zawór sterujący powietrzem biegu jałowego otwiera kanał wentylacyjny, powodując zwiększenie ilości wtryskiwanego paliwa.



Normalny tryb pracy: nie wymaga obsługi żadnych specjalnych urządzeń. Położenie przepustnic, ciśnienie w rurze dolotowej i sygnał z czujnika prędkości obrotowej decydują o czasie otwarcia otworów wtryskiwacza. Automatycznie dobierany jest optymalny stosunek paliwa do powietrza, najbardziej sprzyjający spalaniu.

Przyśpieszenie: urządzenie sterujące "uczy się" gwałtownego otwierania przepustnic za pomocą sygnału z potencjometru przepustnicy i "odbiera" to jako przyspieszenie. Z tego powodu czas wtrysku nieznacznie wzrasta.

Regulacja lambda: do prawidłowej pracy katalizatora konieczna jest ciągła zmiana stopnia wzbogacenia mieszanki roboczej. Zawartość tlenu resztkowego w spalinach jest przesyłana za pomocą sondy lambda do jednostki sterującej, która wysyła polecenie dotyczące czasu wtrysku i jednocześnie dostarcza wymaganą ilość paliwa.

Pełne obciążenie: aby osiągnąć maksymalną moc po całkowitym wciśnięciu pedału gazu, silnik potrzebuje więcej paliwa niż zwykle. Za pomocą sygnału "pełnego otwarcia przepustnicy" z potencjometru przepustnicy w połączeniu z odpowiednim ciśnieniem w rurze dolotowej, jednostka sterująca "rozpoznaje" stan "pełnego obciążenia" i utrzymuje wtryskiwacze otwarte do wtrysku przez dłuższy czas, podczas gdy sygnał z sondy lambda jest ignorowany.

Ograniczenie prędkości: aby zabezpieczyć silnik przed przekroczeniem maksymalnej dopuszczalnej prędkości obrotowej, urządzenie sterujące wyłącza wtryskiwacze, jeśli czujnik prędkości zarejestruje prędkość równą 7000 obr./min.