Injectia electronica de benzina

1.1.     Principiu de functionare a injectiei electronice.

1.1.1.Generalitati.

Cantitatea de aer aspirata de motor este functie de deschiderea clapetei de acceleratie si de regimul de rotatie al motorului.Aceste cantitati sunt greu de tinut sub control de aceea cantitatea de benzina va fi aceea care se va ajusta functie de cantitatea de aer.

1.1.2.Realizare practica.

Calculatorul electronic este cel care calculeaza necesarul de benzina ce trebuie injectata.

Pentru a realiza acest lucru, calculatorul trebuie sa :

Cunoasca cantitatea de aer admis.El dispune de informatii asupra presiunii sau debitului de aer din colectorul de admisie si asuprea vitezei de rotatie a motorului.

Inchida sau sa deschida « robinetul » de benzina.Ele dispune de fapt de injectoare pe care le va comanda ( deschide ) timpul necesar trecerii unei anumite cantitati de benzina ( timp de injectie ).

Aceasta cantitate de carburant este initial calculata si poate fi ajustata in functie de diferiti parametrii cum ar fi : temperatura aerului si a apei din motor, pozitia exacta a clapetei de acceleratie..

Majoritatea informatiilor primite de calculator vor servi si la calculul parametrilor de aprindere.

1.1.3.Diferite sisteme de injectie electronica de benzina

Diferitele sisteme de injectie electronica pe care le putem intalni sunt:

Acest sistem nu mai corespunde actualelor norme de depoluare a motorului.

1.1.4.Sinoptica injectiei de benzina.

Sinoptica injectiei presiune / viteza si debit masic / viteza.

Datorita acestui ansamblu de informatii, sistemul de injectie electronic de benzina poate gestiona cu precizie, cu ajutorul comenzilor, urmatoarele

T     Injectia benzinei,

T     Aprinderea,

T     Nivelul de poluare al motorului,

Iar pentru anumite vehicule participa la gestionarea diferitelor sisteme ( climatizare, antidemaraj,.).

1.1.5.Amplasarea componentelor

1.2.     Parametrii fundamentali.

1.2.1.Captorul de turatie si pozitie ( captor volant motor ).

El are rolul de a informa calculatorul asupra:

Vitezei de rotatie

Pozitia motorului.

Cele doua informatii sunt obtinute de un captor magnetic fix care transmite calculatorului imaginea electrica a coroanei danturate care se roteste solidar cu arborele cotit.

El este de tip inductiv ( genereaza un curent )

Calculatorul electronic analizeaza:

1.   Tensiunea. Ea este proportionala cu viteza piesei mobile.Dar tensiunea este in acelasi timp functie de distanta ce separa captorul de corana danturata ( intrefierul )

2.   Frecventa. Numarand numarul de impulsuri intr-un timp dat, calculatorul poate deduce viteza.El poate compara doua masuratori de viteza succesive si astfel sa afle acceleratia.

a)       Realizarea practica.

Coroana danturata are dinti lati pentru reperarea pozitiei si dinti mai ingusti pentru masurarea vitezei..

ATENTIE  Aceasta informatie este vitala functionarii motorului ( nu are mod degradat ).

1.2.2.Captorul de presiune absoluta ( la injectia de tip presiune/turatie )

Are rolul de a informa calculatorul asupra presiunii din colectorul de admisie.

Este montat cat mai aproape de colector prentu a reduce timpul de raspuns al calculatorului..

Este de tip piezo-rezistiv.

Care este diferenta intre presiunea relativa si presiunea absoluta ?

Presiunea relativa : referinta este presiunea atmosferica.

Presiunea atmosferica

Presiunea absoluta : referinta este zero absolut ( corespunzator vidului total ).

Presiune atmosferica.

Sa luam un exemplu :

Intr-o anvelopa citim cu ajutorul unui manometru o presiune de 2 bar.

Dar manometrul da o presiune relativa la presiunea atmosferica.

Daca avem o citire in presiune absoluta aceasta ar fi de 3 bar la o presiune atmosferica de 1 bar (1000mb)

Avem relatia :

Presiunea absoluta = Presiunea relativa + Presiunea atmosferica.

Obsevatie In limbaj curent folosim notiunea de bar sau submultiplul sau, milibar, unitatea in Sistemul International pentru presiune fiind Pascal ( Pa ). « 1 bar = 10⁵ pascal ».

a)       Principiu de masura simplificat.

Avem la dispozitie doua tipuri de captori.

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

Varianta atmosferica.

Tensiunea in B contact pus, motor oprit = ± 5 v.

Varianta supraalimentata.

Tensiunea in B contact pus,motor oprit = ± 2,5 V.

Remarca: Exista, pentru anumite calculatoare, un mod degradat care permite ignorarea captorului de presiune atunci cand el este defect.

In acest caz, calculatorul « reconstituie »presiunea din colector plecand de la informatia de sarcina ( data de potentiometrul de la clapeta de acc. ) si de turatia motorului.

b)      Strategie de corectie altimetrica

(Memorizarea presiunii atmosferice).

La altitudine, contrapresiunea din esapament scade.Rezulta o diminuare a recircularii interne de aer din motor iar datorita presiunii constante din colector are loc o saracire a amestecului la relanti si sarcini mici.

Calculatorul reactualizeaza presiunea atmosferica:

FLa fiecare punere a contatctului,

FLa fiecare apasare la fund a pedale acc. ( mai putin la turbo )

FDe fiecare data cand presiunea din colector este mai mare decat presiunea atmosferica memorata ( mai putin turbo ).

Exista pentru anumite calculatoare, un mod degradat care permite ignorarea captorului de presiune atunci cand el este defect.

In acest caz calculatorul « reconstituie » presiunea din colector plecand de la informatia de sarcina (dat de potentiometrul de la clapeta) si de la turatia motorului

1.3.     Parametrii de corectie

Parametrii de corectie permit adaptarea cantitatii de benzina ce trebuie injectata pentru toate conditiile de utilizare.Actioneaza asupra timpului de injectie, modificand cartograma de baza din memoria calculatorului.

1.3.1.Captorul temperatura apa motor.

Captorul de temperatura informeaza calculatorul de injectie asupra temperaturii lichidului de racire.Este compus dintr-o dulie filetata care contine o rezistenta pe baza de semiconductor

( termistanta ) avand caracteristica CTN sau CTP.

a)       Functia GCTA (Gestiunea Centralizata a Temperaturii Apei).

Acest captor poate, prin intermediul calculatorului de injectie, sa comande GMV-ul la viteza mica sau mare, indicatorul temperatura motor ca si martorul de alerta la supraincalzire aflat la bord.

1.3.2.Captorul temperatura aer.

Este construit dupa acceasi tehnologie ca si captorul temperatura apa.

Observatie Exista mai multe strategii pentru functionarea in mod degradat in functie de tipul calculatorului si de functionarea motorului (demaraj )

1.3.3.Captorul de comanda accelerator.

a)       Potentiometrul de sarcina cu informatia PR ( picior ridicat) PA (picior apasat total)

 

Permite informarea calculatorului de injectie asupra pozitiei clapetei de acceleratie pentru a stabili strategia potrivita :

Informatia de sarcina.

Strategia de injectie si aprindere.

PR : Gestionarea relanti-ului si intreruperea injectiei in decelerare.

PA : Dozarea puterii, debuclarea reglarii imbogatirii si reactualizarea valorii de presiune atmosferica ( corectia altimetrica )

Autorizeaza modul degradat al captorului de presiune absoluta ( pentru anumite calculatoare ).

Autorizeaza modul degradat al debitmetrului masic de aer.

1.3.4.Senzorul de detonatii.

Este constituit dintr-un corp care este insurubat in chiulasa sau in blocul motor si care in interiorul sau un disc din ceramica piezo-electrica comprimata de o masa metalica mentinuta de un inel elastic

Observatie: In caz de pana la acest senzor, calculatorul va reduce cu cateva grade avansul la aprindere

1.3.5.Tensiunea bateriei

Tensiunea bateriei este folosita de calculatorul de injectie pentru a cunoaste tensiunea in sistemul electric al autovehiculului..

O baterie furnizeaza o tensiune nominala de 12V.In functie de conditiile de functionare, aceasta tensiune poate sa varieze intre 8 si 16 V si influenteaza timpul de deschidere mecanic al injectoarelor, deci cantitatea de carburant injectata.

Timpul de deschidere scade pe masura de tensiunea bateriei creste.Pentru a evita acest lucru si deci de a pastra timpul mecanic de deschidere constant,timpul de injectie real aplicat la injectoare este corectat functie de tensiunea bateriei.

Aceasta informatie « tensiune » poate de asemenea sa aiba scopul de a creste, daca este nevoie, regimul de relanti pentru a imbunatati incarcarea bateriei ( multi consumatori in functiune ).

1.3.6.Informatia viteza vehicul.

Are rolul de a informa calculatorul asupra vitezei vehiculului.

Informatia este preluata de la un generator de impulsuri plasat pe cablul kilometrajului, sau pe sistemele noi, informatia provine de la calculatorul de ABS, care informeaza celelalte calculatoare de viteza vehiculului.

1.3.7.Sonda de oxigen ( sonda l)

a)       Componenta unei sonde de oxigen.

Rolul sau este de a informa calculatorul despre continutul de oxigen din gazele de esapament

Un senzor denumit senzor de oxigen sau sonda lambda  l (este montata pe galeria de esapament sau in apropiere de intrarea catalizatorului.

Functionarea sondei se bazeaza pe faptul ca ceramica utilizata conduce ionii de oxigen la temperaturi mai mari de 300°C. In anumite faze de functionare daca temperatura sondei este insuficienta,ea este incazita electric.

8.3.8  Calculatorul.

Este elementul care centralizeaza ansambul informatiilor provenind de la senzori, pe care le analizeaza si le compara.Poate astfel sa determine caracteristica semnalelor care sa-i permita comanda diferitelor parti active ale sistemului.

In vederea mentenantei sau a reparatiei sistemului, sunt cateva operatii care pot fi executate:

Centralizarea informatiilor si memorarea defectelor pentru a permite citirea cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

Comanda a diferiti actuatori cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

Pe anumite vehicule este chiar posibila reprogramarea softului calculatorului pentru a modifica anumiti parametri.

In cazul inlocuirii unui calculator este important si necesar sa se respecte anumite reglaje :

Pe vehiculele echipate cu sistem antidemaraj, calculatorul primeste automat codul provenit de la antidemaraj.

ATENTIE LA INCERCARILE CU UN ALT CALCULATOR,

EXISTA RISCUL BLOCAJULUI CALCULATORULUI

Calculatoarele noi trebuie adaptate tipului de vehicul pe care vor fi montate ( trebuie facuta configurarea calculatorului ).

ATENTIE :

In orice caz, pentru a evita blocarea calculatorului sau proasta functionare a motorului ca urmare a inlocuirii calculatorului, cititi intotdeauna instructiunile precizate in manualele de reparatii sau in notele tehnice aferente vehiculului respectiv.

1.4.     Comenzi si actuatori.

1.4.1.Comanda electrica a pompei de benzina si a injectoarelor.

a)       Principiu de functionare.

Calculatorul de injectie actioneaza electric diferiti actuatori.Acestia realizeaza diferite functiuni ale sistemului cum ar fi : injectia in fiecare cilindru, alimentarea pompei de benzina,etc.

Principalele evolutii ale sistemului de injectie multipunct :

Injectia simultana, relee in cascada si comanda aprinderii prin MPA.

Injectia semi-secventiala, relee independente, captor de soc si comanda bobinelor de inductie.

Gestionarea injectoarelor cu un calculator dedicat.

Remarca In cazul in care vehiculul este echipat cu sistem multiplexat, captorul de soc este inlocuit printr-o informatie provenind de la calculatorul airbag.

b)      Releul pompei de benzina.

Releul pompei de benzina alimenteaza circuitul de putere al pompei, iar in anumite cazuri si diferiti consumatori cum ar fi, injectoarele, electrovana de purjare canistra carbon activ, etc.

c)       Releul principal - actuatori.

Releul de alimenatare, furnizeaza putere calculatorului de injectie iar in diferite cazuri si alti consumatori.

Este comandat de un +DPC si/sau o masa comandata de calculator.

d)      Releul GMV.

Rolul releului GMV este de a aplimenta in putere unitatea GMV.

Rolul GMV-ului este de a raci compartimentul motor atunci cand temperatura apei din motor depaseste un anumit prag dupa taierea contactului.

Fie prin punerea in functiune a unei pompe de apa anexe (ex : F7R Clio)

Fie prin punerea in functiune a GMV pe viteza mica.

Sistemele de racire sunt comandate :

Fie printr-un releu temporizat ( cu ajutorul unei sonde de temperatura specifica )

Fie prin calculator ( se utilizeaza sonda sa de temperatura ) cu ajutorul unui releu.

ATENTIE

1.4.2.Reglarea relantiului.

Rolul sau este de a regla cantitatea de aer aspirat de motor in faza de relanti.

Scopul reglarii relantiului este de a obtine un regim stabil de functionare gestionand cantitatea de aer aspirata.Reglarea relantiului nu poate fi facuta decat daca calculatorul are informatia « picior ridicat ».

Regimul de consemn relati este determinat in functie de:

Temperatura apei motorului.

Functia climatizare si puterea absorbita.

Presinea din circuitul hidraulic al directiei asistate.

Incarcarea bateriei, etc.

Debitul de aer este controlat prin :

Pozitia voletului corpului calpeta.

Fie printr-o derivatie a acestuia.

a)       Reglarea relantiului prin rotatia clapetei de acceleratie.

Corectia regimului de relanti se face gratie comandei primita de corpul clapeta motorizata.Reglarea deschiderii clapetei permite reglarea cantitatii de aer absorbita de motor.

b)      Reglarea relantiului prin derivatie.

Sistemele care permit acest lucru sunt de doua tipuri:

Motor pas cu pas.

Electrovane cu una sau doua infasurari.

Motor pas cu pas.

Calculatorul comanda motorul prin punere la masa, ceea ce antreneaza o variatie a pozitiei unui obturator situat intr-o canalizatie speciala.

Calculatorul plica strategii speciale pentru a cunoaste cu precizie pozitia obturatorului.

c)       Controlul acuatorilor de relanti.

1.5.     Reglarea imbogatirii

1.5.1.Introducere.

Pentru a obtine o buna eficacitate a catalizatorului, amestecul aer benzina furnizat motorului trebuie sa aiba o imbogatire constanta si aproape de raportul stoechiometric.Pentru aceasta, utilizam o sonda pe care o numim « sonda Lambda ».

Reglarea imbogatirii serveste la buna functionare a catalizatorului.

1.5.2.Schema de principiu.

a)       Definitia imbogatirii si a lui Lambda

Imbogatirea este un raport intre dozajul real si cel ideal. Un amestec sarac (R<1) contine mai putin carburant, un amestec bogat (R>1) contine mai mult carburant.

FDozajul de randament (1/18) : Acest dozaj in exces de aer, permite arderea completa a benzinei ce intra in camera de ardere.Este utilizat la sarcini medii si mari

FDozajul de putere (1/12) : Acest dozaj cu exces de benzina permite cresterea vitezei arderii.Este utilizat atunci cand se doreste maximum de putere a motorului in situatia « Picior Apasat Complet », in reprize si la relanti

Amestec sarac : 15/18 = 0,85   IMBOGATIRE < 1.

Amestec bogat : 15/12 = 1,224   IMBOGATIRE > 1.

Curba de dozaj.

Lambda este un raport intre dozajul ideal si cel real. Un amestec sarac (l>1) contine mai mult aer iar (l<1) mai putin aer.

b)      Principiu de functionare a sondei de oxigen

Daca proportia oxigenului este foarte diferita intre cele 2 fete ale sondei, proprietatile materialului din care este confectionata provoaca un salt de tensiune in jurul valorii de imbogatire 1.

Aceasta valoare ( variatia de tensiune ) este vizibila cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

Atentie : Sonda poate fi contaminata cu plumb ca si de produse pe baza de silicon si sa scada astefel eficacitatea sistemului de depoluare.

In timpul functionarii motorului, putem intalni doua situatii

a)       Calculatorul nu tine cont de informatia de la sonda de oxigen.

Sistemul lucreaza in « Bucla Deschisa »

Sistemul va lucra in bucla deschisa atata timp cat conditiile de functionare ale motorului sunt incompatibile cu reglarea imbogatirii ( dozaj neadaptat ) si/sau atata timp cat sonda nu a atins temperatura sa nominala de functionare.

Temporizare la demaraj (amestec bogat).

Functionare la rece.

PA si variatii de sarcina rapide ( dozaje de putere ).

Taierea injectiei in deceleratie.

Mod degradat ( sonda defecta ).

b)      Calculatorul tine cont de informatia de la sonda de oxigen.

Sistemul lucreaza in « Bucla Inschisa ».

Reglarea imbogatirii este activa.

Calculatorul va corecta timpul de injectie, pentru conservarea imbogatirii egala cu 1.

Aceste corectii sunt vizibile cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

Valoarea se poate gasi in intervalul 0 - 255, valoarea medie fiind 128.

Pe anumite aplicatii, scara poate fi diferita ( ex : valoarea medie egala cu 1 ).

Cand valoarea este mai mare de 128, calculatorul comanda o imbogatire ( prin marirea timpului de injectie ) deoarece amestecul este sarac ( tensiunea sondei mai mica de 500 mV )

Cand valoarea este mai mica de 128, calculatorul comanda o saracire ( prin scaderea timpului de injectie) deoarece amestecul este bogat ( tensiunea sondei mai mare de 500 mV ).

Exemple de adaptare a imbogatirii.

Injectoarele sunt ancrasate.Timpul de injectie calculat initial pentru  a obtine imbogatirea egala cu 1 nu mai este suficienta.

Calculatorul trebuie sa creasca timpul de injectie.Valoarea este centrata pe 180, dar imbogatirea 1 este mentinuta.

Injectoarele se ancraseaza si mai mult.Calculatorul nu mai poate aduce corectii mai sus de 255,amestecul devine prea sarac iar imbogatirea scade sub 1.Eficacitatea catalizatorului scade si autovehiculul polueaza.

Pentru a postra imbogatirea 1, trebuie ca valoarea coreciei de imbogatire sa fie centrata pe 128, trebuie deci decalata cartograma de injectie.

T Este rolul corectorilor adaptivi.

Corectiile adaptive.

Exemplu de curba a timpului de injectie.

Dispersia si uzura unui motor sunt asa de variate incat constanta benzina/aer variaza de la un motor la altul ca si in timpul vietii unui autovehicul ( ancrasarea supapelor, injectoarelor, scaderea compresiei, etc.)

Calculatorul de injectie trebuie sa estimeze aceasta constanta pentru a furniza motorului « Imbogatirea = 1 ».Calculul sau este o medie statistica facuta in mai multe puncte.

La functionarea in bucla inchisa, memorizeaza timpul de injectie mediu pentru fiecare zona de presiune colector ( de aceea invatarea se face pe mai multe zone ale presiunii din colector ).

Corectiile efectuate la presiunile cele mai mici decaleaza piciorul curbei.Acest decalaj se numeste offset (adaptativ imbogatire relanti).

Corectiile efectuate pentru restul plajei de functionare a motorului schima panta curbei.Variatia pantei se numeste castig ( adaptiv imbogatire in functionare)

Reprezentarea diferitilor parametrii si a efectelor lor.

Actioneza atunci cand motorul este cald,lucreaza in bucla inchisa si pe o plaja a presiunii colector bine determinata.

Exista doua tipuri de corectii adaptative:

1.   Sarcini medii si mari.

2.   Relanti si sarcini mici.

c ) Controlul

Diagnosticul reglarii imbogatirii implica un control al sistemului in inregul sau.Se vor avea in vedere:

A  Interpretarea spuselor clientului.

A  Constatarea defectului cu ajutorul unei scule de diagnostic.

A  Interpretarea diferitilor parametrii.

A  Controlul sondei.

A  Controlul gazelor de ardere.

In ceea ce priveste sonda:

A  Perioada semnalului trebuie sa fie intre 500 ms cu un maxim de 1 secunda.

A  Amplitudinea semnalului trebuie sa fie intre 650 mV cu un minim de 500 ms.

Cu cat perioada este mai scurta si amplitudinea mare semnalul este mai bun..

Daca informatia de la sonda este greu de interpretat, sau inexistenta, calculatorul provoaca imbogatiri si saraciri ale amestecului si observa reactia semnalului.Daca acesta nu evolueaza in parametri in timpul testului, sonda este declarata in pana si sistemul intra in mod degradat.