L-jetronic įpurškimo sistema

VILNIAUS GEDIMINO TECHNIKOS

UNIVERSITETAS

Automobilių katedra

Transporto priemonių elektros įrenginių

namų darbas

Atliko:TMĮ

Priėmė: doc.

Vilnius, 2004

Turinys

Įvadas…………….2

L-jetronic įpurškimo sistema………3

Degalų tiekimo sistema……….5

Matavimo įtaisai (jutikliai)……..5

Vykdomieji įtaisai…………6

L-jetronic valdymo sistema……..7

Signalų apdorojimas valdymo bloke….8

Lambda reguliavimas………11

Išvada…………….12

Literatūra…………..12

Įvadas

Šių laikų automobiliuose yra sumontuota ypač daug įtaisų, kuriuos

valdo elektroninės valdymo ir reguliavimo sistemos. Automobilio

elektroninės valdymo ir reguliavimo sistemos suderina sklandų automobilio

darbą ir palengvina jo eksploatavimą. Šios sistemos apdoroja informaciją

apie fizikinius dydžius. Informacija šioms sistemoms teikiama dažniausiai

elektrinio signalo pavidalu. Elektroninės valdymo ir reguliavimo sistemų

schema pateikta 1 pav.

[pic]

1 ppav. Automobilio elektroninės valdymo ir reguliavimo sistemos

Panagrinėsime benzininio variklio įpurškimo sistemą L-jetronic. Ši

įpurškimo sistema buvo pradėta naudoti automobiliuose nuo 1985m. Ją sukūrė

garsi automobilių mazgų bei detalių firma “BOSCH”.

L-jetronic įpurškimo sistema

L-jetronic – tai elektroninė įpurškimo sistema , kurios purkštuvai

su pertrūkiais purškia degalus į atskirą cilindro įsiurbimo kanalą priešais

uždarytą įsiurbimo vožtuvą.

Valdymo blokas, naudodamas pagrindinius valdymo dydžius – apkrovos

dydį ir variklio sūkių dažnį – apskaičiuoja pagrindinę įpurškimo trukmę.

Kiekvienam variklio darbo režimui reikalingas degalų kiekis apskaičiuojamas

atsižvelgiant į įsiurbto oro kiekį, aplinkos sąlygas (įsiurbiamo oro

temperatūrą) ir variklio darbo temperatūrą. Naudojant valdymo dydžius –

apkrovos dydį ir variklio sūkių dažnį – apskaičiuojamas pagrindinis

įpurškiamų degalų kiekis.

Apkrovos dydis, perduodamas valdymo blokui, gaunamas matuojant:

• Droselinės sklendės padėtį, arba

• Įsiurbto oro kiekį, arba

• ĮĮsiurbto oro masę, arba

• Slėgį variklio įsiurbimo kolektoriuje

Variklio sūkių dažnio signalą valdymo blokas gauna iš uždegimo

sistemos (Holo daviklio) arba tachogeneratoriaus (indukcinis impulsų

generatorius ant alkūninio veleno). Pagrindinis įpurškiamų degalų kiekis

koreguojamas atsižvelgiant į aplinkos veiksnius. Koregavimo dydžiai yra:

• Įsiurbiamo oro temperatūra,

• Variklio temperatūra,

• Droselinės sklendės posūkio kampas,

• Deguonies kiekis deginiuose.

Koregavimo dydžius registruoja jutikliai. Koregavimo dydžius

valdymo blokas naudoja, kad būtų galima apskaičiuoti reikalingą įpurkšti

degalų kiekį ir atitinkamus valdymo signalus vykdomųjų įtaisų, kurie

realizuoja pageidaujamą režimą, pvz., keičia droselinės sklendės atidarymo

kampą, kad stabilizuotų tuščios eigos sūkių dažnį.

Įvedimas išvedimas

Jutikliai

Vykdomasis

įtaisas

L- jetronic įpurškimo sistemos schema 2 pav. Ją sudaro:

• Degalų tiekimo sistema (degalų bakas, tiekimo siurblys, filtras,

slėgio reguliatorius, skirstymo vamzdis),

[pic]

2 pav. L-jetronic benzino įpurškimo sistema

• Matavimo jutikliai (oro kiekio matuoklis, variklio temperatūros

jutiklis, termolaikis jungiklis, lambda zondas, droselinės sklendės

jungiklis),

• Vykdomieji įtaisai (purkštuvai, šalto paleidimo purkštuvas, papildomo

oro sklandis).

L – reiškia, kad matuojamas oro kiekis.

Degalų tiekimo sistema

Degalų slėgio reguliatorius pritvirtintas prie skirstymo vamzdžio

galo. Reguliatorius sujungtas ne tik su degalų tiekimo sistema, bet ir su

variklio įsiurbimo kolektoriumi. Todėl degalų slėgis ties purkštuvais

priklauso nuo absoliutaus slėgio įsiurbimo kolektoriuje. Šiam slėgiui

mažėjant, plokštelinis vožtuvas atidaro nupylimo kanalą. Degalų slėgis

(maždaug 3 bar) atitinkamai sumažėja. Oro sslėgio įsiurbimo kolektoriuje ir

degalų slėgio skirtumas visada lieka pastovus. Todėl slėgio svyravimai

įsiurbimo kolektoriuje neturi įtakos tiekiamų degalų kiekiui. Įpurškiamų

degalų kiekis priklauso tik nuo įpurškimo trukmės.

Matavimo įtaisai (jutikliai)

Oro kiekis matuojamas oro kiekio matuokliu su sklende. Variklio

siurbiamas oras, nugalėdamas sklendės grąžinimo spyruokles jėgą, pasuka

sklendę. Posūkio kampas perduodamas potenciometrui, kuris šį kampą

atitinkančios varžos dydį perduoda valdymo blokui.

Droselinės sklendės jungiklis sujungtas su droselinės sklendės

velenu. Valdymo blokas apdoroja droselinės sklendės kontaktų signalus, kad

dozuotų degalus įsibėgėjant, ribojant sūkius ir stabdant varikliui

(įpurškimo nutraukimas).

Termolaikis jungiklis riboja šalto paleidimo purkštuvo purškimo

trukmę pagal variklio temperatūrą. Jame yra elektra kaitinama bimetalinė

plokštelė, kuri, priklausomai nuo temperatūros, sujungia ar atjungia

kontaktus. Paleidžiant šaltą variklį, įpurškimo trukmę nustato išimtinai

elektrinis šildymas. Jei paleidžiamas šiltas variklis, kontaktai būna

nesujungti, šalto paleidimo purkštuvas yra uždarytas.

Variklio temperatūros jutiklis, puslaidininkinis varžas, įstatomas

į aušinimo skysčio cirkuliavimo kanalą. Jis matuoja variklio temperatūrą ir

per elektrinę varžą keičia į elektrinį signalą, perduodamą valdymo blokui.

Valdymo blokas apskaičiuoja purkštuvų atidarymo trukmę paleidžiant šaltą

variklį ir įšilimo fazėje.

Įsiurbiamo oro temperatūros jutiklis nustato įsiurbiamo oro

temperatūrą, bei jo tankį. Šis jutiklis įstatytas į oro kiekio matuoklio

siurbimo kanalą. Valdymo blokas, atsižvelgiant į siurbiamo oro temperatūros

jutiklio varžos kitimą, apskaičiuoja įpurškimo trukmę, t.y. įpurškiamų

degalų kiekį.

Vykdomieji įtaisai

Purkštuvai atidaromi elektromagnetiškais elektros impulsais,

gaunamais iš valdymo bloko. Jei elektromagneto rite neteka srovė,

spyruoklė prispaudžia purkštuvo adatą prie lizdo. Magneto apvija pradėjusi

tekėti srovei, purkštuvo adata maždaug 0,1 mm pakeliama nuo lizdo. Per

atsidariusį žiedinį plyšį 1-1,5 ms, atsižvelgiant į reikalingą įpurkšti

kiekį, teka degalai. Kad geriau degalai būtų išpurškiami, purkštuvo adatos

priekyje yra kaištis. Purkštuvo schema pavaizduota 3 pav.

[pic]

3 pav. Purkštuvas

Jei purkštuvai prijungti prie valdymo elektros grandinės

lygiagrečiai, degalai įpurškiami į visus cilindrus arba į jų grupę vienu

metu du kartus per darbo ciklą.

Valdymo blokas lambda zondo signalą perdirba į purkštuvų valdymo

įtampą. Lambda zondas tik esant maždaug 350 laipsnių temperatūrai pradeda

siųsti signalą, kurį gali įvertinti valdymo blokas. Iki šios temperatūros

nustatoma vidutinė degalų ir oro mišinio sudėtis. Kad sutrumpėtų šis

nereguliuojamas periodas, lambda zondas šildomas. Dėl to galima patikimai

reguliuoti mišinio sudėtį ir esant žemoms temperatūroms (tuščioje eigoje),

gaunamas trumpas lambda zondo įsijungimo laikas ir jį galima tvirtinti ne

labai karštose vietose, o arti deginių neutralizatoriaus.

L-jetronic valdymo sistema

Pagrindinė L-jetronic valdymo sistemos užduotis – į įsiurbtą orą

įpurkšti tiek degalų, kad degiojo mišinio oro pertekliaus koeficiento

lambda vertė būtų kiek galima artimesnė 1. Kadangi šioje sistemoje degalai

į orą purškiami ne nuolat, o purškiami vieną kartą per vieną alkūninio

veleno apsisukimą, dozuojant degalus reikia atsižvelgti į variklio sūkių

dažnį.

Vieno alkūninio veleno apsisukimo metu įpurškiamų degalų kiekis

esant normaliam variklio darbo rėžimui priklauso nuo:

• Įsiurbto oro kiekio

• Variklio sūkių dažnio

Esant normaliam darbo rėžimui degalų dozavimo signalą valdymo

blokas gauna iš oro kiekio matuoklio ir uždegimo sistemos.

Kadangi variklis dirba ne tik normaliu rėžimu, degalų dozavimas

turi būti pritaikytas ir kitiems darbo rėžimams – maksimaliai apkrovai ir

tuščiajai eigai. Įpurškiamų degalų kiekis papildomai keičiamas priklausomai

nuo oro ir variklio temperatūros.

Signalų apdorojimas valdymo bloke

Valdymo bloko paskirtis – įvertinti jutiklių siunčiamus signalus

apie variklio darbo režimą. Įvertinus juos, formuojami purkštuvų valdymo

impulsai. Impulsų trukmė nustato atidarymo purkštuvo būsenos trukmę.

Įpurškiamų degalų kiekis nustatomas keičiant atidaryto purkštuvo būsenos

trukmę.

Valdymo bloko elektroninės grandinės taip programuojamos, kad

varikliui dirbant normaliu darbo režimu, esant bet kuriam oro kiekiui ir

bet kuriam sūkių dažniui, oro pertekliaus koeficiento [pic] vertė būtų kiek

galima artimesnė 1.

Valdymo bloko iš oro kiekio ir variklio sūkių dažnio signalų

formuoja vadinamąją pagrindinę įpurškimo trukmę. Tam uždegimo sistemos

uždegimo impulsai panaudojami kaip impulsų formuotuvo paleidimo impulsai.

Impulsų formuotuvas keičia uždegimo sistemos impulsus į stačiakampius

impulsus. Impulsų dalytuvas suformuotus impulsus dalija taip, kad per vieną

alkūninio veleno apsisukimą gaunamas tik vienas impulsas. Impulsų dalytuvo

išėjimo signalas yra stačiakampis. Jo trukmė priklauso nuo impulsų

formuotuvo impulsų sekos. Impulsų dalytuvo impulsų dažnis yra lygiai toks

pat, kaip variklio sūkių dažnis. Impulsų dalytuvo impulsai tiekiami

dalijimo-valdymo multivibratoriui (DVM). Į DVM taip pat ateina oro kiekio

signalas iš

oro kiekio matuoklio. DVM išėjimo signalą taip pat sudaro

stačiakampiai impulsai, nes purkštuvams atidaryti, t.y. galinės pakopos

tranzistoriui atidaryti reikalingi stačiakampiai valdymo impulsai.

Uždegimo impulsai Apkrovos sritis

Purkštuvai

Sūkių Valdymo blokas

Dažnis n

L-jetronic valdymo bloko struktūrinė schema

Dalijimo-valdymo multivibratorius nustato pagrindinę įpurškimo

trukmę, elektroniškai dalydamas įsiurbto oro kiekį iš variklio sūkių

dažnio.

Pagrindinė įpurškimo trukmė kaip įėjimo signalas, perduodama

dauginimo pakopai. Kartu į dauginimo pakopą ateina ir kitų trikdymo dydžių

signalai. Dauginimo pakopa apdoroja signalus ir apskaičiuoja pataisos

koeficientą k, iš kurio daugina pagrindinę įpurškimo trukmę. Pataisos

koeficientas kk dėl grandinių ypatybių gali būti lygus 2 arba daugiau

(k[pic]2). Kai pataisos koeficientas k=2, variklis dirba normaliu režimu ir

nėra trikdančių dydžių. Apdorojant trikdymo dydžių signalus, pvz.,

pariebinant šalto paleidimo, įšilimo, maksimalios apkrovos metu,

padidinamas pataisos koeficientas(k>2). Dauginimas atliekamas sudedant

elektroniniu būdu.

Dauginimo pakopoje yra įtaisyta įtampos pataisos grandinė (įtampos

kompensavimo grandinė). Šios grandinės paskirtis – koreguoti automobilio

elektros tinklo skirtingos įtampos poveikį įpurškimo trukmei.

Elektromagnetiniuose purkštuvuose indukuojama saviindukcijos įtampa

uždelsia jų atidarymą. Vadinamasis suveikimo vėlavimas labai priklauso nuo

automobilio elektros tinklo įtampos. Tai sumažina įpurškimo trukmę ir kartu

įpurškiamų degalų kiekį.

Dauginimo pakopos tiekiamų įpurškimo impulsų srovės stiprumas

apytiksliai lygus 10 mA. Purkštuvui (elektromagnetiniam vožtuvui) atidaryti

reikalinga 1,5 A stiprumo srovė, taigi 4 cilindrų varikliui reikalinga 6 A

stiprumo srovė. Todėl galinė pakopa įpurškimo impulsus sustiprina ir kaip

valdymo srovės impulsus, tiekia elektromagnetiniams vožtuvams. Valdymo

bloko galinė pakopa yra elektroninis stiprintuvas ir jungiklis.

Galinėje pakopoje yra stiprinimo grandinė Darlingtono grandinės

pavidalo, kokia naudojama ir uždegimo sistemos komutaciniam įtaisui.

Dauginimo pakopos suformuoti įpurškimo impulsai valdo galinę

pakopą.

Lambda reguliavimas

[pic] reguliavimo paskirtis – dozuoti į siurbiamą orą tiekiamų

degalų kiekį taip, kad [pic] vertė būtų tarp 0,99 ir 1,00. tiksliai

išlaikant oro pertekliaus koeficiento [pic] vertę tarp 0,99 ir 1,00,

sudaromos sąlygos degalų ir oro mišiniui visiškai sudegti. Visiškas

sudegimas reikalingas, kad būtų galima gauti didelį deginių nukenksminimo

katalizatoriuje naudingumo koeficientą.

[pic] vertė yra reguliuojamas dydis. Kadangi [pic] vertės

tiesiogiai išmatuoti negalima, į išmetimo sistemą įstatytas jutiklis

([pic] zondas), kaip [pic]vertės matą, matuoja deginiuose likusio

deguonies koncentraciją. Pvz., [pic]=0,95, ji lygi tik 0,2-0,3 tūrio

procento.

Jei ddėl išorinių veiksnių [pic] vertė arba likusio deguonies

koncentracija nukrypsta, pvz., pasikeitus oro drėgmei, tai [pic]

reguliavimo sistema stengiasi išlaikyti reikalaujamą [pic] vertę. [pic]

zondas elektrinės įpurškimo sistemos valdymo blokui elektrinio įėjimo

signalo pavidalu nuolat tiekia likusio deguonies koncentracijos reikšmę.

Valdymo bloke yra [pic] vertės reguliatorius. Įėjimo signalas

reguliatoriuje palyginamas su reguliuojamo dydžio nurodyta verte

(valdantysis dydis [pic]=1).

Jeigu palyginus randamas reguliuojamo dydžio tikrosios vertės

nukrypimas nuo nurodytos vertės, reguliatorius keičia elektrinį išėjimo

signalą valdantį elektromagnetinius purkštuvus. Išėjimo signalas nustato

atidarytų purkštuvų būsenos trukmę ir taip pat įpurškiamų degalų kiekį.

Šis reguliavimo procesas nuolat kartojasi.

Išvada

L-jetronic įpurškimo sistema daugelį metų buvo montuojama įvairių

firmų automobiliuose. Tai rodo, jog ši sistema yra patikima ir pilnai

pasiteisino. Vėliau šią įpurškimo sistemą išstūmė kitos patobulintos

sistemos: L-motronic, LH-motronic, KE-motronic, Multijet ir kt.

Literatūra

1. Automobiliai: [vadovėlis techninių specialybių studentams].-

Kaunas: Tyrai 2001m.

———————–

Elektroninis valdymo blokas

Impulsų formuotuvas

Impulsų dalytuvas

dalijimo-valdymo multivibratorius

Dauginimo pakopa

Galinė pakopa