WTRYSKOWE UKŁADY ZASILANIA SILNIKÓW ZI
1. Rodzaje zasilania wtryskowego silników ZI
1.1. Układ jednopunktowy, podający benzynę przed przepustnicę (rys. 4.49a str. 63) - za
pomocą jednego (centralnego) wtryskiwacza.
1.2. Układ wielopunktowy, wtryskujący paliwo za przepustnicą, bezpośrednio przed
zaworami dolotowymi (rys. 4.49b str. 63) - za pomocą oddzielnych wtryskiwaczy
przypadający na każdy cylinder.
W zależności od sposobu sterowania wtryskiwaczami układ ten dzieli się na:
- wtrysk wielopunktowy full group:, tzn. jednocześnie otwieranie wszystkich
wtryskiwaczy,
- wtrysk wielopunktowy semisekwencyjny , tzn. sterowanie wtryskiwaczy grupami
(parami, stronami); wtryskiwacze połączone są w dwie różne grupy, np. pary (w
silnikach rzędowych), lub jako strony (w silnikach widlastych lub typu bokser ),
- wtrysk wielopunktowy sekwencyjny, tzn. wtryskiwacz paliwa dla każdego cylindra jest
sterowany oddzielnie, zgodnie z fazami cyklu pracy silnika.
1.3. Układ wielopunktowy, wtryskający benzynę bezpośrednio do komory spalania
każdego cylindra - tzw. GDI (rys. 4.60 str. 66).
2. Systemy elektronicznych układów wtryskowych benzyny
Ilość wtryskiwanej dawki paliwa dostosowywana jest przede wszystkim do ilości
zasysanego powietrza, zależnej od uchylenia przepustnicy (możliwe jest także okresowe
zmienianie składu mieszanki dla potrzeb rozruchu, gwałtownego przyspieszenia lub
poprawy czystości spalin).
Obecnie elektronika steruje ilością wtryskiwanego paliwa i z tego powodu najczęściej
stosuje się dwa elektroniczne systemy układów wtryskowych:
- system D-Jetronic, w którym ilość paliwa wtryskiwanego zależy od ciśnienia powietrza
w kolektorze dolotowym,
- system L-Jetronic, w którym ilość zasysanego powietrza określa dawkę
wtryskiwanego paliwa.
3. Ogólna budowa i zasada działania elektronicznego układu wtrysku benzyny
Elektroniczne układy wtrysku posiadają wtryskiwacze sterowane sygnałem elektrycznym,
wysyłanym przez centralną jednostkę sterującą (zwaną niekiedy komputerem). W układzie
zasilania występują także: pompa paliwowa z regulatorem ciśnienia (aby w układzie
utrzymywać stała wartość ciśnienia) oraz odpowiednie zawory i czujniki.
Na rys. 4.50 str. 63 i rys. 4.51 str. 64 pokazano schematycznie budowę i działanie
elektronicznych układów wtryskowych. W układach tych elektroniczna jednostka sterującą
przetwarza otrzymane sygnały z różnych czujników na sygnały elektryczne wysyłane do
wtryskiwacza (wtryskiwaczy).
Do ustalenia stopnia obciążenia silnika, a tym samym do sterowania ilością
wtryskiwanego paliwa, wykorzystywany jest sygnał czujnika położenia przepustnicy, a także
od czujnika ciśnienia powietrza (w D-Jetronic) lub od przepływomierza powietrza
(w L-Jetronic) oraz informacja o prędkości obrotowej silnika.
Centralna jednostka sterująca otrzymuje także dodatkowe sygnały z czujnika temperatury
cieczy chłodzącej, aby w odpowiedniej chwili uruchomić wtryskiwacz rozruchowy i sondy
lambda, gdy samochód jest wyposażony w katalizator.
Dzięki stałej wartości ciśnienia w układzie, ilość wtryskiwanego paliwa reguluje się czasem
otwarcia wtryskiwaczy, przypadający na jeden cykl pracy silnika (lub cylindra).
Konieczna jest również synchronizacja pracy wtryskiwaczy z kątem obrotu wału korbowego
silnika przy pomocy impulsów pochodzących z układu zapłonowego. Z tego powodu stosuje
się zintegrowane systemy wtryskowo-zapłonowe (rys. 4.62 str. 67).
Uwaga: W systemie bezpośredniego wtrysku dawki paliwa do cylindra silnika (GDI),
w którym jest sprężane czyste powietrze, możliwe jest sporządzanie mieszanek
paliwowo-powietrznych stosunkowo ubogich, bez szkodliwego zjawiska spalania
stukowego. Tylko w pobliżu świecy zapłonowej mieszanka jest bardziej bogatsza w paliwo,
aby łagodnie zapoczątkować proces spalania. Możliwe jest to przez odpowiednie
ukształtowanie denka tłoka (rys. 4.60) i elektronicznemu zaprogramowaniu przebiegu
wtrysku (możliwy jest wtrysk paliwa dwustopniowy - patrz rys. 3.7 str.34). Uzyskuje się
w ten sposób znaczne oszczędności paliwa porównywalne z silnikami z ZS.
4. Konstrukcja podstawowych elementów elektronicznego układu wtryskowego benzyny
(patrz od str. 64 do 67)
Uwaga: W silnikach z ZI, oprócz przedstawionych wyżej systemów zasilania benzyną,
stosowane jest zasilanie gazowe zarówno dla LPG jak i CNG. Dla omówionych wyżej
rodzajów układów zasilania benzyną dobiera się odpowiednią generację instalacji gazowej.
Wyróżnia się następujące generacje urządzeń gazowych:
- I generacji instalacja gazowa współpracująca z tradycyjnym gaźnikowym układem
zasilania (rys. 4.63 str. 68) lub z wtryskiem paliwa, ale tylko wtedy, gdy brak jest sondy
lambda i katalizatora. Instalacja nie wymaga żadnej elektroniki, poza przełącznikiem
wyboru paliwa.
- II generacji, przeznaczona dla samochodów wyposażonych w sondę lambda
i katalizator. Posiada ona urządzenia z mieszalnikiem (mikserem) gazu jak I generacji
oraz dodatkowo elektronikę (poznaną wyżej w pkt 3) sterującą ilością gazu podawanego
do silnika przez tzw. attulator montowany pomiędzy reduktorem a mieszalnikiem
(mikserem). Attulator, którego elementem roboczym jest silnik krokowy zmieniający
pole przekroju przepływu gazu, reguluje dopływ gazu podczas pracy silnika w całym
zakresie jego pracy na podstawie sygnału z sondy lambda tak, aby mieszanka była
prawie normalna (współczynnik nadmiaru powietrza wynosi ok. 1).
- III generacji jednopunktowe sterowanie dawką gazu za pomocą centralnego
wtryskiwacza (membranowego, tłoczkowego lub iglicowego konstrukcyjnie podobnego
do wtryskiwacza benzyny) sterowanego elektronicznie.
- IV generacji sekwencyjny wtrysk gazu wtryskiwaczami dla każdego cylindra
(montowane w pobliżu wtryskiwaczy benzyny). Wtryskiwacz gazu jest sterowany na
podstawie sygnału z wtryskiwacza benzyny dla tego samego cylindra. Na rys. 4.64
str. 68 pokazano instalację tej generacji dla zasilania LPG.
