injectie la mas

8/10/2019 Injectie La MAS

1/36


2/36


3/36

r

FLORIN

M RI ~IU

SISTEMEMO ERNE EINJE TIE


4/36

Coperta: Prof Dr Ing Petru

BRANzA~

Copyright@SincronPublishingHouse

ISBN 973 9234 39 9

Consilier editorial:Prof Dr Ing PetruBRANzA~

Tehnoredactare computerizata:Ing BARABAsEva

Corectura:AUTORUL

~

PR F T

....

lAltiW\L IecenilA a ma.. .cat 0 c...e ?te .. .e exponentiala a IAti-

liza.. .i i e lect.. .onicii ?i mic...oelect. ..onicii ap. ..oape In toate p. ..o-

dlAsele indlAst...iale. Jncad...&ndlA-se In acest t...end p...oiectantii

?i const 'lActo. .. ii de motoa...e CIAap... inde...e p. .. in sc&nteie alA

pe...fect ionat p...in mai mlAlte eene...at ii sistemele de injecf ie ale

acesto...a adlAc&ndlA-le la IAnnivel de ...af inament tehnic deo-

sebit, ajlAne&ndlA-se azi p...in IAtiliza...ea mic...op...ocesoa...elo... ?i

a senzo...ilo... foa...te sensibil i sa se cont ...oleze tot i pa...amet ...i

flAncfionali ?isa se optimizeze CIA0 finete imp...esionanta flAnc-

tiona...ea moto 'lAllAin toate ...eeimlA...ile,av&nd In vede...e con-

comitent ?i...edlAce...ea d...astica a pollAa...iiatmosfe...ei.

Po...nind de la p...ezenta...ea cicilAllAilAnctional al moto 'lAllAi

CIAap... inde.. .e p. .. in sc&nteie, scot&nd In evidenta In special pa-

...amet...i flAnctionali, alAto...1A1...ezinta evoilAtiv1 st 'lActlA...al,flAnc-

tional ?icompa.. .a tiv eene. ..atii1e de sis teme de injectie alAtoma-

te: K6-36TRONJC, L-36TRONJC, MON03cSTRONJC ~i

MOTRONJC 6Nc.JN6 MANAc.6M6NT, plAn&nd accent

Indeosebi aSlAp...a senzo...ilo actlAatoa...elo... ?i bloclA...ilo' elec-

t...onice de com nd cont...ol ?ioptimiza...e a p...oceselo....

lAn capitol de Insemnatate p...actica deosebita pent 'lA

speciali ?tii de toate nivellA...ileca...e se oClApa CIAInt...etine...ea,


5/36

vet ifico.t eo. ~i t epo. t o.t eo. sistemelot de inject ie o.l-I tomo.te II t e-

pt ezintC\ cel t efet itot 10 .dio.gnozo. sistemelot l deto.liind o.lgo-

t itmii de dio.gnostico.t e ~i pt ezentand I-Itilizo.t eo. pt incipo.lelot

o.po.t o.te elect t onice de dio.gnost ico.t e .

Ll-lct o.t eo. foo.de docl-lmento.ta ~i bogo.t ~i sl-lgestiv ill-ls-

tt o.ta constitl-lie 0 pt emiet a In limbo. t omana fiind o.ccesibila ~i

deosebit de I-Itila o.tat cet cetC\tot ilot ~i inginet ilot l cat ~i pet -

sono.ll-lil-li tehnic ~i stl-ldentilot .

Pt ofDt .Jng. Pett 1-I Bt anzo.~

~

cU td S

enpito u I

CICLUL fUNCTION L L UNUIMOTOR

CU PRINDEREPRINSC NTEIE 10

1.1. GENERALIT ATI 10

1.2. INDICII PRINCIPALI AIMOTOARELOR

CU ARDERE INTERNA 13

1.2.1. Parametrii indicati ai ciclului functional 13

1.2.2. Parametrii efectivi de caracterizare a

functionarii motorului 16

1.3. INDICII DE COMPARATIE COMPETITIVA

AI MOTOARELOR 17

1.4. ELEMENTE DE CALCUL ALE PARAMETRILOR MOTORULUI

CU ARDERE INTERNA 18

enpito u

KE JETRONIC 23

2.1. PREZENTARE GENERALA 23

2.2. PRINCIPIU DE .FUNCTIONARE 24

2.3. AVANTAJE ALE UTILIZARII SISTEMULUI

DE INJECTIE KE-JETRONIC 24

2.3.1. Reducerea consumului de combustibil 24

2.3.2. Adaptareaprocesuluide injectiein functie de

regimurile de functionare ale motorului 26

2.3.3. Reducereaemisi ilor denoxe~iaprodu~ilorsolizi deardere 27

2.3.4. Puterea volumica mai mare 27

2.4. INSTALATIA DE ALIMENTARE CU COMBUSTIBIL 28

2 4 1

Pompa

deal

,mentare

. 29

2:4:2: Acumulatorulde comb~~~;b;i ::::::::::::::::::::::::::::::::::::.:


6/36

2.4.3. Filtrul de combustibil 31

2.4.4. Regulatorul de presiune primar 32

2.4.5. Injectoarele 34

2.5. FUNCTIUNILE SISTEMULUI DE INJECTIE KE-JETRONIC 37

2.5.1. Determinarea cantitatii de aer admis 37

2.5.2. Distributia de combustibil 39

2.6. BLOCUL DE CONTROL ELECTRONIC 41

2.7. REGULATORUL DEPRESIUNE ELECTROHIDRAULIC 42

2.7.1. Functionare 44

2.8. ADAPTAREA SISTEMULUI DE INJECTIE LA

REGIMURILE DE FUNCTIONARE ALE MOTORULUI 45

2.8.1. Pornirea la rece 45 ,

2.8.2. Regimul de accelerare 48

2.8.3. Regimul de sarcina maxima 49

2.8.4. Controlul turatiei la mers in gol 50

2.9. FUNCTIILE SUPLIMENTARE ALE SISTEMULUI

DE INJECTIE KE-JETRONIC 51

2.9.1. Oprirea alimentarii cucombustibil in regimurilededeceleratie 51

2.9.2. Limitarea turatiei maxime a motorului 53

2.9.3. Adaptarearegimului de functionare a motorului

la altitudine ridicata 54

2.10. CIRCUITUL ELECTRIC DECONECTARE LA

INSTALATIA ELECTRIC.\. A MOTORULUI 54

eopit olul 3

L JETRONI 57


3.2. AVANTAJE iN UTILIZARE 59

3.3. INSTALATIA DE ALIMENT ARE CU COMBUSTIBIL 59

3.3.1. Pompa de alimentare 60


3.3.3. Conductele de alimentare 62

3.3.4. Rampa de alimentare 62

3.3.5. Regulatorul de presiune 62

3.3.6. Injectoarele 64

3.4. FUNCTIUNILE SISTEMULUI DE INJECTIE L-JETRONIC 66

3.4.1. Miisurareaparametrilor functionali 66

3.4.2. Deterrninareaturatiei motorului 66

3.4.3. Determinarea debitului de aer admis 67

3.4.4. Determinarea cantitatii de combustibil injectat 70

3.5. ADAPTAREA SISTEMULUI DE INJECTIE LA

REGIMURILE DE FUNCTIONARE ALE MOTORULUI 72

3.5.1. Pornirea la rece 72

3.5.2. Atingerea temperaturii nominale de functionare 75

3.5.3. Regimul de sarcina maxima 76

6

3.5.4. Controlul turatiei de mers in gol 77

3.5.5. Adaptareafunctionarii motoruluila temperaturamediului ambiant 79

3.6. FUNCTIUNI SUPLIMENTARE ALE SISTEMULUI

DE INJECT IE L-JETRONIC 79

3.6.1. intreruperea alimentarii cu combustibilin regimurilede deceleratie...79

3.6.2. Limitarea turatiei motorului 80

3.7. SISTEME DE INJECTIE DEZVOLTATE

PE BAZA SISTEMULUI L-JETRONIC 83

3.7.1. L3-Jetronic 83

3.7.2. LH-Jetronic 85

enpit olul

MONOJETRONI 88


4.2. CONSTRUCTIA 91

4.3. INSTALATIA DE ALIMENT ARE CU COMBUSTmIL 92

4.3.1. Pompa electrica de combustibil 92



4.4. CONTROLUL EMISIILOR DE COMBUSTmIL 97

4.5. ACHIZITIA DATELOR REFERITOARE LA

FUNCTIONAREA .MOTORULUI 99

4.5.1. Deterrninareadebitului de aer admis in motor 99

4.5.2. Determinareadeschiderii unghiuluic lapeteiobturator 101

4.5.3. Determinarea turatiei motorului 102

4.5.4. Determinarea temperaturii de functionarea motorului 102

4.5.5. Deterrninarea temperaturii aerului admis 103

4.5.6. Determinarea tensiunii de alimentare 104

4.5.7. Determinarea functionarii sistemelorauxiliare

(transmisie automataJaerconditionat) 105

4.5.8. Determinareavaloriicoeficientuluidedozaj(A.) u 106

4.6. PROCESAREA DATELOR REFERITOARE LA

FUNCTIONAREA MOTORULUI 109

4.6.1. Bloculdecontrolelectronic 109

4.6.2. Diagramadefunctionare a caracter ist ici lorsondeilambda 111

4.6.3. Curbeledevariatie ale controlului forrnarii amestecului 112

4.6.4. Pornirea la rece 11-2

4.6.5. Turatia nominala 114

4.6.6. Limitarea turatiei motorului 116

4.6.7. Regimul de deceleratie 117

4.6.8. Curbele de variatie generale 118

4.7. UNITATEACENTRALADEINJECTIE : 118

4.7.1. Injectorul 121

4.8. SISTEME DE AUTODIAGNOZA INTEGRATE 124

4.9. SCHEME DE CONECTARE ELECTRICA 124

7


7/36

?upit oluI5

MOTRONI ENGINEM N GEMENT 126


5.2. ALIMENTAREA CU COMBUSTmIL 128

5.2.1. Pompa electric~de combustibil 128


5.2.3. Rampa de alimentare 132


5.2.5. Atenuatorul de presiune 134

5.3. INJECTIA DE COMBUSTmIL 135

5.3.1. Injectorul electromagnetic 136

5.3.2. Pulverizarea combustibilului 138

5.4. ACHIZITIA DE DATE 140

5.4.1. Sarcina motorului 140

5.4.2. Senzorul de m~urare a debitului de aer 141

5.4.3. Senzorii de m~urare a debitului de aer admis 142

5.4.4. Senzorul de presiune a aerului d ingaleria de admisie 146

5.4.5. Senzorulde m~urare a unghiuluide deschidere

a c1apeteiobturator 147

5.4.6. Determinareaturatieimotorului,a pozitieiarborelui cotit ~ia

arborelui cu came 149

5.4.7. Determinareacompozit iei amesteculuiaer-combustibi l 152

5.4.8. Identificarea fenomenului de detonatie 152

5.4.9. Regimul termic de functionare 155

5.5. PROCESAREA DATELOR 155

5.5.1. Procesarea datelor de la senzori 155

5.5.2. Calculul duratei de injectie 156

5.5.3. Modalit~ti de realizare a injectiei de combustibil 157

5.5.4. Controlul unghiuluiDwell ~ ia a vansului l a aprindere 158

5.6. CONDITII DE FUNCTIONARE 160

5.7. CONTROLUL EMISIEI VAPORILOR DECOMBUSTIBIL 160

5.8. SISTEME AUXILIARE DE RECIRCULARE A GAZELOR ARSE 162

5.9. LIMITAREA TURATIEl 164

5.10. SISTEMUL AUXILIAR DE REALIZARE A

FAZELOR DE DlSTRmUTIE VARIABILE 166

5.11. GALERII DE ADMISlE VARAmILE 167

5.12. SISTEMUL DE DIAGNOZA INTEGRA T 170

5.13. BLOCUL DE CONTROL ELECTRONIC 170

5.13.1. Structura blocului de control electronic 170

5.13.2. Interfata cu alte sisteme electronice 171

5.14. SISTEMUL DE INJECTIE MONOMOTRONIC 173

8

--

?upit olul

LGORITMIDEDI GNOZ ISISTEMELORDEINJE TIE 175

6.1. GENERALITATI 175

6.2. ALGORITMI DE DIAGNOZA 177

6.3. APARATUL DE DIAGNOSTICARE FSA 560 178

6.4. VERIFICAREA CATALIZATORULUI 190

6.4.1. P rotocol dem~urare a c atalizatorului t ip G controlat) 190

6.4.2.Protocolde m~urare acatalizatorului t ip U necontrolat) 192

6.4.3. Diagnosticarea 193

6.4.3.1. Diagnosticarea prin determinarea

momentului de aprindere 194


parametrilor functionali ai sondei lambda 194


concentratiei gazelor de ardere 195

6.4.3.4. Obtinerea semnalelor de aprindere 195

6.5. APARATUL DE DIAGNOSTICARE PMS 100 199

6.5.1. Prezentare general~ 199

6.5.2. Aplicatii la utilizareaaparatului PMS 100

in diagnosticarea sistemelor de injectie 202

6.5.2.1. Diagnosticareasenzoruluidepresiuneabsoluta 202

6.5.2.2. Diagnosticarea sondei lambda 204

6.5.2.3. Diagnosticareapotentiometruluic1apeteiobturator 207

6.5.2.4.D iagnosticarea senzorului de turatie Hall) 208

6.5.2.5. Diagnosticarea injectoruluicomandate lectric 21I

BmLIOGRAFIE 214

REZUMAT 216

9

........


8/36

CICLULFUNCTIONALALMOTORULUI

dupii inchiderea supapei de admisie punctul ISA) are loc

comprimarea amestecului;

la sfar~i tul procesul ui de compri mar e se produce declan-

~area scanteii electrice punctul c), cu avans fata de PMS;

arderea amestecului aer-combustibil are loc pe zona c-z);

dest inderea gazel or dupa terminarea procesului de ardere

are l oc pe zona z-b) ;

se deschide supapa de evacuare punctul DSE);

la sfar~it ul procesului de evacuar e a gazel or din cili ndr ul

motorului se inchide supapa de evacuare punctul ISE);

se reia ciclul functional dupii acela~i algoritm.

p

enplto/u/f

C ClUl FUNCnON l l UNU J I\O fOR

A

CU PR NDERE PR N SC N fE E

p

z

z

1.1. GENERALIT ATI

Procesele functionale de bazii ale unui motor cu ardere intemii

sunt definite a fi:

admisia,

compnmarea,

arderea,

destinderea,

- evacuarea.

Studiul proceselor functionale ale unui motor cu ardere intemii

se realizeazii cu ajutorul diagramelor indicate, diagrame de variatie a

ciclului functional in coordonate p-V presiune-volum) sau

p-q>

pre-

siune-unghiul de rotatie al arborelui cotit).

Ciclul functional teoretic al unui motor cu aprindere prin scan-

teie se considerii a fi ciclul cu ardere izocorii. Variatiile diagramei in-

dicate ~ia ciclului teoretic sunt prezentate in figura 1.1.

Procesele functionale reale ce au loc intr-un motor cu ardere

intemii se desfii~oariidupiiurmiitorul algoritm:

_ supapa de admisie se deschide cu avans fata de PM~

punctul DSA) ~ipermite alimentarea cilindrului motorulut

cu amestecul de aer-combustibil;

r

Po-

a

YcIFMS \ s

Va

PMI

PMII V I Y cIPMS

v

s

Va

a b

Fig. 1.1. Diagramaindicata

a

~ieiclul teoretic

b

pentruun motor

eu aprindereprin scanteie.

Ciclul teoretic prezentat in figura 1.1se compune din:

- comprimarea adiabaticii a-c);

arderea izocorii c-z);

destinderea adiabaticii z-b);

evacuarea izocorii b-a).

11


9/36

SISTEMEMODERNEDE INJECTIE

Din punct de vedere termodinamic pe parcursul procesului de

ardere izocora se considera ca are loc introducerea de caldura Qin),iar

in timpul procesului de evacuare izocora are loc cedare de caldura ca-

tre mediulambiant Qout).

Randamentultermic al ciclului reprezinta un indice de apreciere

a economicitatii ciclului ~ieste exprimat prin relatia:

L 1

lltMAS =Q =1- X-I

1.1)

unde:

L este lucrul mecanic produs in cadrul ciclului ~ieste defi-

nit ca fiind diferentadintre cantitatea de caldura introdusa~i

cantitatea de ciilduracedata din sistem;

reprezinta raportul de compresie;

Xfiind coeficientul adiabatic.

Lucrul mecanic util ce se obtine in cadrul unui ciclu teoretic

este caracterizatprin valoarea presiunii medii a cicIuluiteoretic.

Relatia de determinarea presiunii medii este:

Lt X 7t-l

PtMAS =-=Pa - - lltMAS

Vs -1

X I

1.2)

unde:

v s

este cilindreea unitara;

7treprezinta gradul de cre~terea presiunii ~ieste definit ca

fiind raportul dintre presiunea maxima a cicIului ~ipresiu-

nea de la sfar~itulprocesului de comprimare;

pafiind presiunea initiala.

Prin analiza cicIuluiteoretic se observa ca:

1. cre~terearandamentului termic ~ia presiunii medii se poate

realiza prin marirea valorii raportului de compresie ~ia ex-

ponentului adiabatic;

2. marirea presiunii in cilindrii la sfiir~itulprocesului de ad-

misie prin supraalimentare) duce la obtinerea unei mai

mari puteri a motorului la acea~icilindree.

Datorita influenteifactorilor functionali,constructivi etc.) asupra

ciclului functionalal unui motorcu ardere interna,diferentacomparativa

~


~

a ciclurilor teoretice cu procesele reale

de f unctionar e al unui motor cu apr in-

dere prin scanteie este prezentata in

figura 1.2, zona ha~urata reprezentiind

pierderi energetice.

p

Fig. 1.2. Pierderileenergeticeprezentela Po

cicIul real de funponare a unui

M~. PMS

PMII V

1.2. INDICII PRINCIPALI AI MOTOARELOR

CD ARDERE INTERNA.

1 2 1 Parametrii indicafi ai cicluluifuncfional

Parametrii indicati ai cicIului functional sunt determinati pe

baza diagramei indicate, diagrama indicata care reprezinta cicIul func-

tional al motorului.

Diagrama indicata se obtine pe cale:

experimentala pentru un motor deja construit);

teoretica pentru un motor aflat instadiul de proiect).

Principalii parametrii indicati ai ciclului functional sunt:

I. Lucrulmecanic indicat L i)

Conform figurii 1.3lucrul mecanic indicat efectuat pe parcursul

unui ciclu functional se obtine prin diferentaariilor AI) ~i A2).

Lj=AI AZ

1.3)

13


10/36

SISTEMEMODERNEDEINJECTIE


Po

Pentru unmotor in patru timpi cu un numar de (z) cilindrii, aflat

la turatia (n) vom avea relatia:

p..Y.n.z

Pi

=

1 S

3 [kW], (1.6)

2.60.10

unde marimile presiunii indicate sunt in [N/m2]iar a cilindreei in [m3].

P

v

4. Randamentul indicat (Th)este exprimat de raportul dintre

lucrul mecanic indicat produs de un motor ~icantitatea de

ciildura consumata de acela~i motor pentru producerea

lucrului mecanic indicat.

Fig. 1.3. Modelul de ca1cula lu-

crului mecanic indicat (Lj)

prin utilizarea diagramei

indicate a unui MAS.

Li Li Lt

T\i=Q=L; Q=Tlr .TIt.

Se observa ca randamentul indicat poate fi definit ca produsul

.

randamentului relativ (Tlr)(randament care tine seama de pierderile de

caldura) ~ia randamentului termic al ciclului teoretic (TIt).

(1.7)

III I

Pi =. i= A.m

[

daN

]

.

Ys I cm2

5. Consumul specific indicat de combustibil (Cj)

Ch

[

kg

]i = Pi kWh

(1.8)

2. Presiunea medie indicata (Pi)este lucrul mecanic indicat al

unitatii de cilindree:

(1.4)

unde:

Yseste cilindreea [cm3];

A reprezinta aria diagramei indicate [mm2];

m este scara presiunilor [daN/cm2 mm].

Chreprezinta consumul orar de combustibil [kg/h];

Pi este puterea indicata [kW].

nde:

6. Legatura dintre parametrii indicati ai ciclului functional este

data de relatia:

3. Puterea indicata (Pi)- definita ca fiind raportul dintre lucrul

mecanic al ciclului ~i timpul necesar efectuarii unui ciclu

functional (t):

Pi =Li =

Pi .Ys .

t t

2.60.103,Ch

Pi

= .

Ys n. z. ci

(1.9)

(1.5)

14

15

--

JIll


11/36

SISTEMEMODERNEDE INJECTIE

1 2 2 Parametrii efectivi de caracterizare

ajunc ioniirii motorului

1. Randamentul efectiv (11e)

Le Le Li Lt

11e

= Q =~ L;-Q=11m -11r 11t,

unde:

Le este lucrul mecanic efectiv:

Le =11m . L i ;

Lt este lucrul mecanic teoretic;

Q este dildura cedata din sistem;

11meste randamentul mecanic ~ieste definit prin relatia:

~

Pe

11m- - - .

Li Pi Pi

(1.10)

(1.11)

(1.12)

2. Consumul specific efectiv de combustibil reprezinta canti-

tatea de combustibil consumata de catre motor la arborele

cotit pentru producerea unui kWh.

Ch Ch

c =-=-

e Pe 11m .Pi

[k~h

3600

=

11e.Qi

unde Qieste puterea calorica a combustibilului utilizat [kJ/kg].

16

(1.13)

CICLULFUNCTION L LMOTORULUI

1.3. INDICII DE COMPARATIE COMPETITIV A

AI MOTOARELOR

lndicii de comparatie competitiva ai motoarelor sunt utilizati in

caracterizarea calitatii unui motor din punct de vedere al constructiei,

al economicitatii ~ial exploatariifunctionale.

Din punct de vedere constructiv indicii de comparatiecompeti-

tiva ai motoarelor sunt considerati:

1. Compactitatea

lndicele de compactitatereprezinta 0 cerintii a unui motor de a

avea un gabarit dimensionalcat mai redus, lucruce realizeazaeconomii

dematerial ~imarirea spatiuluiutil dinconstructiaunui autovehicul.

2. Puterea volumica(litrica)

Puterea volumica se define~teprin raportul dintre puterea efec-

tiva dezvoltata de motor pe unitatea de cilindree.

Pe

Py

=V .z

s

[:~l

(1.14)

3. Masa volumica(litrica)

Masa volumica reprezinta masa totala a motorului (mM)rapor-

tata la cilindreea totala.

my

=

mM

[

kg

]s.z m3

(1.15)

lndicii de ecomicitate considerati sunt:

1. randamentul efectiv,

2. costul combustibilului,

3. consumul specificefectiv de combustibil,

4. cheltuielile de deservire ~ireparatie,

5. costul motorului.

17

..............


12/36

SISTEMEMODERNE DEINJECTIE

Indicii de exploatare luati in considerare sunt:

1. durabilitatea motorului,

2. siguranta in functionare,

3. deservirea u~oarii,

4. mersullini~tit ~iuniform,

5. silentiozitatea,

6. pornireau~oarii,

7. adaptabilitatea la tractiune,

8. elasticitatea motorului.

1.4. ELEMENTE DE CALCUL ALE PARAMETRILOR

MOTORULUI CU ARDERE INTERNA.

Elementele de calcul ale parametrilor motoarelor cu ardere in-

ternii sunt prezentati in tabelul 1.1, realizandu-se 0 legiituriiintre re-

latiile teoretice de calcul ~irelatiile practice de calcul. Corespondenta

realizatii ajutii in proiectarea motorului sau in determinarea rapidii a

valorii unor parametrii ce caracterizeaziimotorul cu ardere internii.

o parte din miirimileprezente in cadrul relatiilor din tabelul 1.1

se pot indentifica in cadrul figurii 1.4.

a

PMI

vf

Fig. 1.4. Schemafunctional

a

a unuiMAS in patru timpi a ~idoi timpi

b ,

18

CICLULfUNCTIONALALMOTORULUI

....

...;

-

::s

-

~

.c

~

~

=

~

....

.5

~

~

~

~

=

u

o

4i

~

o

....

o

5

,g

C

....

~

5

~

~

c.

~

:;

u

;

u

~

~

~

....

=

~

5

~

~

19

.....,

1=

()

.........

u


13/36

u

s

m

[

a

n

+

;

s

n

2

u

4

0

4

5

l

6

m

1

6

m

a

o

m

e

{

injectie la mas

Documents