Vstřikování paliva

Vstřikování paliva

Máš v pořádku snímač polohy klapky? Pak si, chlapče, šťastný muž a nepotřebuješ víc!

Víte, že …

… nejdůležitějším údajem pro řídicí jednotku motoru, obvykle označovanou jako ECU – electronic control unit nebo taky ECM – electronic control modul, je údaj o poloze škrticí klapky v sání?

Jsou věci, o kterých se nemluví. Možná proto, že se všeobecně předpokládá, že jsou to věci všeobecně známé, možná proto, že se o nich všeobecně něco ví, ale jaksi povrchně a nezřetelně a tudíž není dobré vykládat hned karty na stůl.

Oko za oko

Jestli existuje nějaká bezvýznamná motorka z japonské produkce, a všem jejím spokojeným majitelům se předem omlouvám, pak je to Yamaha YBR 125. Jestli ovšem existuje nějaká motorka z japonské produkce, která je důkazem pravdivosti té úvodní, krátké a lehce nadnesené glosy, pak je to právě ta stejná Yamaha YBR 125.

Tenhle dělnický samohyb je totiž vybavený tak jednoduchou stříkačkou, že emise nejspíš nebyly ten hlavní důvod, proč byl rok 2006 poslední, kdy měla karburátor. Řídicí jednotka, a nazývat na téhle motorce řídicí jednotku řídicí jednotkou je minimálně pochlebování, si tady totiž vystačí pouze:

1. se snímačem polohy kliky, kterým je od zavedení elektronického zapalování vybaveno všechno, co jenom trošku poprdává
2. se snímačem teploty motoru

a

3. s naším králem všech snímačů – snímačem polohy klapky v sání

NIC VÍC!

Jak říkal jeden elektrikář k cenové nabídce na zhotovení domovního rozvodu NN: „Míň už to fakt nejde!“

U karburátoru určuje dávkování paliva 6 zásadních poloh plynu, u vstřikování je to obdobné. Poloha klapky v sání je společně s údajem o počtu otáček motoru údaj, podle kterého řídicí jednotka pozná míru zatížení motoru. Na základě toho může řídicí jednotka správně dávkovat palivo do nasávaného vzduchu a optimalizovat velikost předstihu zapalování.

Všechno ostatní, všechna ta nejrůznější čidla a snímače jsou tam jenom proto, aby, s požadavkem na výkon, hospodárnost a ekologičnost provozu, umožnila množství vstřikovaného paliva maximálně možným způsobem zpřesnit. A to ve všech provozních režimech motoru a ve všech možných povětrnostních podmínkách.

Jsou momenty, situace nebo hlášky, které si budu pamatovat asi pořád. Jako ta, kterou nám před lety v poddůstojnické škole opakoval politruk pokaždé, kdykoli se snažil zdůraznit nějakou bezvýznamnou ideologickou kravinu: „ A toto súdruhovia, toto je veľmo, veľmo dôležité!“ Nesnášel jsem to. Hroznej blb.

To „ve všech možných povětrnostních podmínkách“ je ale opravdu důležité, a kdo četl bonus Extra nálož o ladění, ví, o čem chci mluvit. Aby jednotka mohla správně, lépe řečeno přesně, dávkovat palivo do nasávaného vzduchu, potřebuje vědět, kolik přesně toho vzduchu motor právě nasává. Nikoli ovšem jaký objem, ale jakou hmotnost!

Směšovací poměr palivové směsi je poměr hmotnostních dílů benzínu a vzduchu.

Hustota nasávaného vzduchu totiž poměrně značně kolísá s tlakem (a taky s vlhkostí) vzduchu, který se výrazně mění s teplotou vzduchu a nadmořskou výškou – podrobně to rozebírám v už zmíněné Extra náloži.

Jen pro upřesnění: v různých provozních režimech jsou nároky motoru na složení palivové směsi (obsah jednotlivých složek ve směsi) různé.  Např. studenému motoru běžícímu na volnoběh chutná úplně jiný poměr palivové směsi než teplému motoru pracujícímu v mírné zátěži, třeba při kochací jízdě krajinou.

Proto ta „obslužná“ čidla. A protože tuhle obsluhu jednoduchá Yamaha YBR 125 postrádala, byla od počátku odsouzená sloužit jako žrádlo v korytě ekologických normovačů.

Kudy a kam

Než se dostaneme k samotným snímačům, podívejme se krátce na mechanizmus dopravy paliva. Benzín je z palivové nádrže skrz sítko nasáván palivovým čerpadlem a přes palivový filtr a regulátor tlaku paliva tlačen do vstřikovače, kterým je pak ve vhodný okamžik vstřikován do sacího kanálu hlavy motoru.

Vstřikovač je elektromagnetem ovládaná tryska. Načasování a dobu otevření trysky určuje řídicí jednotka. Určité době otevření trysky pak odpovídá určité množství paliva, které tryskou za dobu jejího otevření proteče.  Předpokladem přesného dávkování tedy není jen velikost trysky a přesně spočítaná doba jejího otevření, ale také stabilní tlak paliva, o který se stará regulátor tlaku. Důležitost čistoty otvorů vstřikovací trysky pro správné dávkování paliva je paralelou k čistotě otvorů trysek karburátorů.

Zdálo by se, že s tou hromadou drátů musí být pořád nějaký sra.í. Ve skutečnosti ale často bývá problém právě na trase Brazílie – Nový Zéland.

Teplota, tlak, rosný bod – oblíbená průpovídka všech Cimrmanologů

Jak už bylo řečeno, za určitých podmínek nasaje motor určitý objem vzduchu. Hustota a tedy i hmotnost nasátého vzduchu se ale hodně mění s jeho teplotou a tlakem. Proto je nutné, kvůli přesnému dávkování paliva, tyto a nejen tyto veličiny měřit (snímat) a naměřené hodnoty posílat řídicí jednotce.  Řídicí jednotka informace ze všech snímačů zkombinuje a podle předem nastaveného programu vypočítá dobu otevření trysky.

Mapy.cz

Programu, podle kterého řídicí jednotka pracuje, se říká palivová mapa. Palivová mapa se obvykle zobrazuje jako 3-rozměrný graf (nebo tabulka), jehož osy tvoří např. velikost úhlu otevření klapky a otáčky motoru jako vstupní hodnoty a doba otevření vstřikovací trysky (tzv. šířka pulzu) jako výstupní hodnota. Určité poloze škrticí klapky a zároveň určitým otáčkám motoru odpovídá určitá délka otevření vstřikovací trysky. ECU může tuto délku, v zájmu ideální bohatosti směsi, dále korigovat na základě informací získaných z čidel.

Palivová tabulka bohatosti směsi dle RPM/TP

Z podstaty palivové mapy vyplývá další důležitá věc – je to program, podle kterého ECU umí reagovat na jakoukoli změnu provozních podmínek, protože díky snímačům zaznamenávajícím tyto změny o těchto změnách ví. Neumí ale reagovat na jakoukoli změnu nebo zásah do sacího nebo výfukového traktu motoru, která ovlivní tzv. objemovou účinnost motoru, protože o takovémto zásahu prostě neví. V takovém případě je podle rozsahu úprav vhodné nebo nutné palivovou mapu, program, změnit.

Jaké snímače jsou tedy pro přesné řízení motoru důležité?

TP                           (Throttle Position) sensor – snímač polohy škrticí klapky. Poskytuje informaci o aktuální velikosti úhlu otevření škrticí klapky. Na základě tohoto údaje ECU rozpozná nároky motoru na množství paliva a velikost předstihu zapalování.

IAT         (Intake Air Temperature) sensor – snímač teploty nasávaného vzduchu. Poskytuje informaci o aktuální teplotě nasávaného vzduchu. V zájmu zachování ideálního směšovacího poměru palivové směsi koriguje ECU změnu teploty a tudíž změnu hustoty nasávaného vzduchu změnou množství vstřikovaného paliva.

BAP       (Barometric Air Pressure) sensor –  snímač tlaku okolního vzduchu. Poskytuje informaci o aktuálním tlaku okolního vzduchu. V zájmu zachování ideálního směšovacího poměru palivové směsi koriguje ECU změnu tlaku a tudíž změnu hustoty nasávaného vzduchu změnou množství vstřikovaného paliva.

MAP      (Manifold Air Pressure) sensor – snímač tlaku vzduchu v sacím traktu motoru. Při velmi malém úhlu otevření škrticí klapky nedostává ECU od snímače polohy škrticí klapky dostatečně přesné informace potřebné pro velmi jemné doladění bohatosti směsi. Snímač tlaku vzduchu v sacím traktu doplňuje údaje o úhlu otevření klapky a umožňuje ECU přesně rozlišit velmi malé rozdíly v zatížení motoru.

CP          (Crankshaft Position) sensor – snímač polohy klikové hřídele. Tento snímač poskytuje ECU informace o otáčkách a poloze klikové hřídele důležité pro stanovení okamžiku otevření vstřikovací trysky a okamžiku zapálení směsi.

ECT        (Engine Coolant Temperature) sensor – snímač teploty chladicí kapaliny (u vzduchem chlazených motorů snímač teploty motorového oleje). Na základě informací o teplotě motoru optimalizuje ECU dávkování paliva při všech teplotách motoru a vypočítává nároky motoru na složení směsi při studeném a teplém startu.

Lambda sensor – tomuhle říkám „krabička“ poslední záchrany. Je to poslední snímač na cestě paliva z nádrže do koncovky výfuku a ven do okolní atmosféry. Lambda sonda posílá ECU nepřetržité informace o složení výfukových plynů a stará se o to, aby palivo opouštělo koncovku výfuku ideálně v dokonale shořelém stavu. Na základě informací od Lambda sondy je ECU schopna dále korigovat bohatost směsi.

Jak je vidět, řízení motoru je týmová práce. V případě poruchy snímačů, bez informací od svých obslužných spolupracovníků, je i takový borec, jakým ECU bezesporu je, odkázán na nouzový režim. Moc srandy s tím sice nebude, ale domů by vás to dovézt mělo. A ke čtvrtému pivu je to, myslím, vynikající téma.

Mějte se krásně a

FULL KnédL FOREVER 😉

Líbil se vám tento příspěvek? Pak ho neváhejte sdílet a dejte mu LAJK. Díky moc. Honza

Ramones, Wart hog