prak t i c k Á dÍln a - skola-auto.cz · elektronika geometrie vstřikovací systémy...

1čččččererererervvvvvenec/srenec/srenec/srenec/srenec/srpen 200pen 200pen 200pen 200pen 20044444 AAAAAutututututoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERTTTTT

P R A K T I C K Á D Í L N A

Praktická dílna

Automobilod A do Z

Servis Podvozek Organizacepráce

Motor Systémya příslušenství

Bezpečnosta hygiena práce

Nářadía vybavení dílen

Palivaa maziva

Diagnostikaa měření

Elektr. zařízení,elektronika

Geometrie

Vstřikovacísystémyzážehovýchmotorů II.

Vstřikovacísystémyzážehovýchmotorů II.

autoEXPERT


čččččererererervvvvvenec/srenec/srenec/srenec/srenec/srpen 200pen 200pen 200pen 200pen 20044444AAAAAutututututoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERTTTTT2

vstřikovacísystémy

Vstřikovací systémyzážehových motorů II.V minulém vydání AutoEXPERTU jsme vás začali seznamovat se základními vstřikovacími zařízeními pro zážehovémotory. Ty se podle historického vývoje a využití v principu omezují na dva systémy, které lze přímo ve vozidlech naléztve velkém počtu různých variant. Jde o nepřerušované vstřikování (K-, KE-Jetronic) a vstřikování přerušované (L-, LE-a LH-Jetronic). V tomto vydání na již uvedené vstřikovací systémy zážehových motorů navážeme dalšími systémy pře-rušovaného vstřikování.

Obr. 1a.Schéma systému vstřikovánípaliva Mono−Jetronic.1 – palivová nádrž2 – elektrické palivové čerpadlo3 – palivový filtr4 – regulátor tlaku v systému

(0,1 MPa)

5 – vstřikovací ventil6 – snímač teploty nasávaného

vzduchu7 – řídicí jednotka motoru8 – nastavovač škrticí klapky9 – potenciometr škrticí klapky

10 – regenerační ventil11 – pouzdro s aktivním uhlím

12 – lambda−sonda13 – snímač teploty motoru14 – rozdělovač zapalování15 – akumulátor16 – spínací skříňka zapalování17 – relé18 – diagnostická zástrčka19 – vstřikovací jednotka



Mono-JeMono-JeMono-JeMono-JeMono-Jetrtrtrtrtroniconiconiconiconic

Mono-Jetronic je jednoduchý elektronic-ky řízený nízkotlaký kompaktní vstři-kovací systém, používaný zejména promalé čtyřválcové motory s výkonem do80 kW. Vlastní vstřikování paliva probí-há centrálně, pouze jedním vstřikovacímventilem, který je umístěn v kompakt-ním vstřikovacím agregátu před tělesemškrticí klapky. Při každém zapalovacímimpulzu spustí řídicí jednotka procesvstřikování, jde proto o vstřikování pře-rušované. Základní funkce jsou podob-né systému L-Jetronic (viz Praktická díl-na z AutoEXPERTU č. 6/2004).

Obecný popis funkObecný popis funkObecný popis funkObecný popis funkObecný popis funkcecececece

Popis funkce systému Mono-Jetronicprovedeme stejně jako u předchozích

systémů pomocí obrázku. VstřikováníMono-Jetronic (obr. 1a, 1b) poskytujepotřebné množství paliva přerušovaněprostřednictvím elektricky ovládanéhovstřikovacího ventilu do sacího potru-bí před škrticí klapku. Jeho ovládáníprovádí řídicí jednotka motoru. Provýpočet doby vstřikování (vstřikované-ho množství) zaznamenává řídicí jed-notka prostřednictvím různých vstup-ních signálů provozní stav motoru.

Elektrické palivové čerpadlo (2) čer-pá palivo z nádrže přes filtr (3) do ko-mory regulátoru tlaku (4), který udr-žuje tlak paliva konstantní v závislostina tlaku v sacím potrubí. Přebytečnépalivo odtéká zpět do nádrže. Je-li vstři-kovací ventil (5) otevřen pomocí elek-trických impulzů z řídicí jednotky (7),pak se palivo svým tlakem vstřikuje dosacího potrubí před škrticí klapku.

Množství vstřikovaného paliva je určo-váno dobou otevření vstřikovacího ven-tilu, tzn. trváním impulzu vycházející-ho z řídicí jednotky.

Pro výpočet potřebného vstřikované-ho množství slouží řídicí jednotce signá-ly o počtu otáček, o nasávaném množ-ství vzduchu, o teplotě motoru, o teplotěnasávaného vzduchu a signály ze sníma-če škrticí klapky.

Funkci obohacení směsi při stude-ném spouštění motoru přebírá řídicíjednotka a vstřikovací ventil, tzn. že jižnení zapotřebí ventil pro studený starta teplotní časový spínač, jako tomu bylou předchozích systémů vstřikování.

PPPPPalivalivalivalivalivooooový syvý syvý syvý syvý syssssstémtémtémtémtém

V systému Mono-Jetronic bývá častozabudováno elektrické palivové čerpadlo

Obr. 1b.Vstřikovací jednotkaMono−Jetronic (řez).1 – regulátor tlaku paliva

2 – snímač teploty nasávaného vzduchu3 – vstřikovací ventil4 – horní hydraulický díl5 – přívod paliva

6 – odvod paliva k nádrži7 – teplotně−izolační dělicí deska8 – škrticí klapka9 – spodní díl tělesa

autoEXPERT



1 – víko na straně sánís přípojkou

2 – oběžné kolo3 – čerpadlo bočního kanálu4 – obvodové lopatkové čerpadlo

Obr. 2. Dvoustupňové elektrické čerpadlo s čerpadlembočního kanálu (předřadný stupeň) a obvodovým lopatkovýmčerpadlem (hlavní stupeň) pro zabudování v palivové nádrži.

5 – pouzdro čerpadla6 – kotva7 – ventil zpětného rázu8 – víko uzávěru s tlakovou

přípojkou

1 – palivová nádrž2 – elektrické palivové čerpadlo3 – palivový filtr

Obr. 3. Zásobování systému Mono−Jetronic palivem.4 – regulátor tlaku5 – vstřikovací ventil6 – škrticí klapka

pracující na principu proudění, zřídkavýtlačné komorové čerpadlo. V důsledkunízké spotřeby paliva u malých motorůa nízkého tlaku v systému (asi 0,1 MPa)se malé nároky kladou i na čerpací vý-kon palivového čerpadla. Velmi častobývá umístěno přímo v nádrži společněse snímačem hladiny paliva (obr. 2).

Palivo se nasává otáčením oběžnéhokola (2) s věncem lopatek v čerpadlebočního kanálu. Kanály ve víku na stra-ně sání a v pouzdru čerpadla se palivodostává do obvodového lopatkovéhočerpadla (4), ve kterém je dalším lopat-kovým kolem předáváno dál.

VVVVVýkýkýkýkýkon čon čon čon čon čerererererpadla silně závisípadla silně závisípadla silně závisípadla silně závisípadla silně závisína ona ona ona ona otáčkáchtáčkáchtáčkáchtáčkáchtáčkách a a a a a tím na palubním na-tím na palubním na-tím na palubním na-tím na palubním na-tím na palubním na-pětí. Čerpětí. Čerpětí. Čerpětí. Čerpětí. Čerpací výkpací výkpací výkpací výkpací výkon se měřon se měřon se měřon se měřon se měří na vý-í na vý-í na vý-í na vý-í na vý-ssssstupu rtupu rtupu rtupu rtupu recirecirecirecirecirkkkkkulace.ulace.ulace.ulace.ulace.

Po průchodu palivovým čerpadlempalivo protéká palivovým filtrem a nako-nec oplachuje vstřikovací ventil (obr. 3).Nadbytečně načerpané palivo může re-gulátorem tlaku odtékat zpět do nádrže.Regulátor tlaku udržuje konstantní tlakpaliva s přetlakem asi 100 kPa proti okol-nímu tlaku. Vstřikovací ventil vstřikujepalivo ve tvaru kuželu před štěrbinu škr-ticí klapky. Umístění v systému se volítak, aby rychlost proudění nasávanéhovzduchu byla optimální a zaručilo se takjeho dobré směšování s palivem.

Funkce různých vstřikovacích venti-lů (obr. 4 a 5) odpovídá běžným vstři-kovacím ventilům. Silou magnetickéhopole, vybuzeného proudem protékají-cím vinutím elektromagnetu (cívkou),se zvedá kotva magnetu s jehlou venti-lu (resp. kuličkou ventilu) a vstřikujepalivo pod tlakem do sacího systému.V bezproudovém stavu se vstřikovacíventil uzavírá pružinou. V důsledkumalého tlaku v systému (malá síla pru-žiny) postačuje i malá síla elektromag-netického pole. Tím se zkracuje i dobapřitažení ventilu. To je bezpodmínečněnutné pro rychlý sled vstřikovacích im-pulzů. Tvarování vstřikovacího ventilua tím i z něj vystupujícího vstřikovací-ho paprsku závisí na konstrukci sacíhozařízení a velikosti motoru.

Kontrola palivového čerpadla, regu-látoru tlaku a vstřikovacího ventilu za-číná sejmutím vzduchového filtru ze

vstřikovací jednotky. Po odstranění pří-vodního a zpětného vedení od vstřiko-vací jednotky (pozor, pokud je systémpod tlakem, může vystříknout palivo!)se na přívodní hadičku připojí mano-metr. Na výstup z tělesa se napojí dru-há hadička, která je vložena do nádob-ky pro odměřování množství dodanéhopaliva. Na relé čerpadla se na 30 sekundpřemostí svorky 30 a 87 a překontro-luje tlak paliva. Dodávané množstvímusí být nejméně 650 cm3.

Těsnost vstřikovacího ventilu je v po-řádku, odkápne-li maximálně 1 kapkapaliva během 60 s. Elektrický vnitřní od-por mezi svorkami 2 a 3 musí být přiteplotě okolí asi 15 až 30 °C v rozsahu1,0 – 1,6 Ω.

VsVsVsVsVstupní signálytupní signálytupní signálytupní signálytupní signályprprprprpro sledoo sledoo sledoo sledoo sledovvvvváníáníáníáníáníprprprprprooooovvvvvozního sozního sozního sozního sozního stttttaaaaavuvuvuvuvu

Podstatný rozdíl proti minule popisova-ným vstřikovacím systémům spočíváu systému Mono-Jetronic v tom, že se na-sávané množství (hmotnost) vzduchuneměří, nýbrž vypočítává na základěúhlu otevření škrticí klapky (α) a otáček(α/n). Jde o tzv. regulaci α/n. Při danémotevření škrticí klapky a daných otáč-kách může být nasáto jen určité množ-ství vzduchu. Příslušné pole charakte-ristik je stanoveno experimentálně nazkušebním stojanu a naprogramovánodo řídicí jednotky. Příslušné vstupní sig-nály dostává řídicí jednotka ze svorky 1



Obr. 4.Nízkotlaký vstřikovací ventil.1 – přívod elektrického

proudu2 – cívka3 – kulička ventilu4 – šikmé vývrty5 – přívod a odvod paliva

Obr. 5. Vstřikovací ventil.1 – přívod elektrického proudu2 – zpětný odvod paliva3 – přívod paliva4 – vinutí elektromagnetu5 – kotva magnetu6 – jehla ventilu7 – vstřikovací čep

(počet otáček n) a potenciometru škrti-cí klapky (úhel otevření klapky α).Signál zSignál zSignál zSignál zSignál ze sve sve sve sve svorororororky 1ky 1ky 1ky 1ky 1 (td-signál) dostávářídicí jednotka Mono-Jetronic z řídicíjednotky zapalování (např. u Mono--Motronic interně přímo v řídicí jednot-ce). Tento signál lze měřit pomocí úhlu

sepnutí nebo střídy. Bez signálu o počtuotáček ke vstřikování nedochází.Úhel oÚhel oÚhel oÚhel oÚhel ottttteeeeevřvřvřvřvření šení šení šení šení škrkrkrkrkrticí klapkyticí klapkyticí klapkyticí klapkyticí klapky rozezná-vá řídicí jednotka podle změn odporuna potenciometru škrticí klapky (obr. 6).Potenciometr škrticí klapky má dvě od-porové dráhy s rozdílnými charakteristi-kami. Jednu pro oblast nízkého zatížení(úhel otevření 0 až 24°), kdy se při ma-lých rozdílech v úhlu otevření získávajívelké změny v nasávaném množství vzdu-chu, a druhou dráhu pro horní oblast za-tížení (úhel otevření 18 až 90°). Volno-běh nebo plné zatížení řídicí jednotkapozná podle příslušného úhlu otevření.

Obě dráhy lze zkoušet pomocí měře-ní odporu. Při otvírání škrticí klapky semusí hodnoty odporu plynule měnit. Při-tom je důležité i to, aby byl po celé plo-še dráhy zajištěn dobrý kontakt a dráhynebyly vlhké nebo zkorodované.

PPPPPoloha pooloha pooloha pooloha pooloha potttttenciomeenciomeenciomeenciomeenciometrtrtrtrtru vůčiu vůčiu vůčiu vůčiu vůčiššššškrkrkrkrkrticí klapce se nemá měnit. Přticí klapce se nemá měnit. Přticí klapce se nemá měnit. Přticí klapce se nemá měnit. Přticí klapce se nemá měnit. Přiiiiipřpřpřpřpřípadné nezbípadné nezbípadné nezbípadné nezbípadné nezbytné výměně se mu-ytné výměně se mu-ytné výměně se mu-ytné výměně se mu-ytné výměně se mu-sí přsí přsí přsí přsí přesně dbát údajů presně dbát údajů presně dbát údajů presně dbát údajů presně dbát údajů pro naso naso naso naso nasttttt aaaaavvvvve-e-e-e-e-ní od přní od přní od přní od přní od příslušného výríslušného výríslušného výríslušného výríslušného výrobce.obce.obce.obce.obce.

Při výpadku potenciometru škrticíklapky řídicí jednotka přiřazuje různýmotáčkám pevné doby vstřiku, a tím za-ručuje omezený nouzový provoz.TTTTTeploeploeploeploeplottttta moa moa moa moa motttttorororororuuuuu se získává měřenímpomocí NTC termistoru.TTTTTeploeploeploeploeplottttta nasávaného vzduchua nasávaného vzduchua nasávaného vzduchua nasávaného vzduchua nasávaného vzduchu se zís-kává rovněž pomocí NTC termistoru,který je umístěn v tělese vstřikovací-ho agregátu na vstřikovacím ventilu(obr. 7).NNNNNapětí akapětí akapětí akapětí akapětí akumulátumulátumulátumulátumulátorororororuuuuu je měřeno pro-střednictvím svorky 15 a u tohoto systé-mu se nepoužívá jen pro napájení řídicíjednotky, ale jeho hodnota ovlivňuje vý-počet doby otevření vstřikovacího venti-lu. Bezproblémové a elektricky vodivémusí být i připojení na kostru. Trvalénapájení z kladného pólu akumulátorumusí být k dispozici pro paměť závad.SSSSSignál z lambda-sondyignál z lambda-sondyignál z lambda-sondyignál z lambda-sondyignál z lambda-sondy je využívánpro korekci a regulaci výpočtu dobyvstřikování paliva.

Pokud je regulace otáček při volnobě-hu nastavována pomocí ovladače škrticíklapky (místo tepelného ovladače), mů-že řídicí jednotka pro stabilizaci otáčekpři volnoběhu dostávat doplňkové spí-

Obr. 6.Potenciometr škrticí klapky.a) pouzdro s jezdcemb) víčko pouzdra

s potenciometrickýmidrahami

1 – spodní část vstřikovacíhoagregátu

2 – hřídel škrticí klapky3 – rameno jezdce4 – jezdec5 – odporová dráha 16 – dráha kolektoru 17 – odporová dráha 28 – dráha kolektoru 29 – obvodové těsnění

Obr. 7. Snímač teplotynasávaného vzduchu.1 – nasávaný vzduch2 – odpor NTC3 – vstřikovací ventil

autoEXPERT



Změnu zatížení řídicí jednotka roz-pozná prostřednictvím změny odpo-ru potenciometru škrticí klapky. V tenokamžik spustí příslušný program,aby vykompenzovala kondenzaci pa-liva na stěnách.

Další speciální funkcí řídicí jednot-ky je kompenzace napětí – nejen profungování vstřikovacího ventilu, alei pro čerpací výklon palivového čerpa-dla. Při nižším palubním napětí a tími nižším výkonu proudového čerpadla(v důsledku jeho nižších otáček) se vy-počtená doba vstřiku ještě prodlužu-je, aby se tak kompenzoval nižší tlakpaliva. Regulaci elektrického palivové-ho čerpadla (bezpečnostní spínání)provádí řídicí jednotka prostřednic-tvím relé.

Je-li místo tepelného ovladače za-budován regulátor nebo ovladač škr-ticí klapky (obr. 10), pak je tento ovla-dač při regulaci volnoběhu ovládánpřímo řídicí jednotkou.

Na základě signálu z kontaktu vol-noběhu (5) a otáček motoru se spouš-tí regulace volnoběhu. Elektromotor (1)je dvěma kabely spojen s řídicí jednot-kou, která určí směr toku proudu a tími směr otáčení elektromotoru. Pomocíregulace volnoběhu lze snížit otáčky přivolnoběhu. Ty se zvyšují jen v případěpotřeby (při studeném startu nebo přiběžícím kompresoru klimatizace). Re-

gulátor škrticí klapky dává navíc mož-nost lehce pootevřít klapku při jízděbez stlačeného pedálu akcelerátorunebo při aktivním zpomalování a snížittak podtlak v motoru. Pomocí regula-ce otáček při volnoběhu se kompenzu-jí i odchylky způsobené opotřebeníma stárnutím. To, co zvládne u otáček přivolnoběhu kompenzovat regulátor vol-noběhu, lze pomocí lambda-regulacepro složení směsi kompenzovat nebopřizpůsobit v celém rozsahu.

Řídicí jednoŘídicí jednoŘídicí jednoŘídicí jednoŘídicí jednotktktktktka, podobně jaka, podobně jaka, podobně jaka, podobně jaka, podobně jakooooopaměť závad, dospaměť závad, dospaměť závad, dospaměť závad, dospaměť závad, dostává hodnotává hodnotává hodnotává hodnotává hodnottttt y pry pry pry pry proooooadapadapadapadapadaptttttaci jen přaci jen přaci jen přaci jen přaci jen př i tri tri tri tri trvale přvale přvale přvale přvale připoipoipoipoipojenémjenémjenémjenémjenémnapájení z kladného pólu aknapájení z kladného pólu aknapájení z kladného pólu aknapájení z kladného pólu aknapájení z kladného pólu akumuláumuláumuláumuláumulá-----tttttorororororu. Nu. Nu. Nu. Nu. Na ta ta ta ta to je třo je třo je třo je třo je třeba dbát přeba dbát přeba dbát přeba dbát přeba dbát při hledá-i hledá-i hledá-i hledá-i hledá-ní závad a diagnosní závad a diagnosní závad a diagnosní závad a diagnosní závad a diagnostice.tice.tice.tice.tice.

DiagnosDiagnosDiagnosDiagnosDiagnostiktiktiktiktika sya sya sya sya syssssstémutémutémutémutému

Mono-Jetronic obsahuje vnitřní dia-gnostiku, která neustále monitorujevšechny prvky systému. V případěvýskytu chyby nebo poruchy ji zazna-mená do paměti závad. Možnosti vy-hodnocení (vyčtení) paměti závadjsou dvě: blikacím kódem, jehož výstup jezpravidla přes kontrolku na přístrojo-vé desce nebo diagnostickou zástrčkoua na ní připojenou čtečkou LED, pro-tože například starší vozy VW nebo

nací signály (např. z klimatizačního za-řízení nebo automatické převodovky).

FFFFFunkunkunkunkunkce řce řce řce řce řídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednotkytkytkytkytkya výsa výsa výsa výsa výstupní signálytupní signálytupní signálytupní signálytupní signály

Nejdůležitějším výstupním signálem jeimpulz pro vstřikovací ventil, získaný nazákladě výpočtu množství nasátého vzdu-chu, který se měří pomocí střídy. Vypoč-tená doba vstřiku se získává ze vstupníchsignálů a naprogramovaných funkcí, jakojsou obohacení při spouštění, obohaco-vání při běhu za studena a v zahřátém sta-vu, volnoběhu, obohacování při plnémzatížení, přerušení přívodu paliva při de-celeraci a omezení otáček (podobně jakou jiných vstřikovacích systémů). Také re-gulace směsi prostřednictvím teploty na-sávaného vzduchu funguje podobně jakou ostatních vstřikovacích systémů. Jejichvliv ozřejmuje obr. 8.

Kromě obvyklých funkcí musí ří-dicí jednotka ve svých programechteplotu nasávaného vzduchu a teplotumotoru hodnotit zejména při přecho-dovém chování a změnách zatížení.V důsledku centrálního vstřikovánípřed škrticí klapku se při akceleracina stěnách sacího potrubí vytvoří ten-ká vrstva paliva, která se odpaří poopětovném uzavření škrticí klapky(obr. 9).

Vytváření a odpařování této vrstvypaliva na stěnách sacího potrubí jezávislé kromě teploty i na otáčkáchmotoru a na velikosti úhlu a rychlostiotevření škrticí klapky.

Obr. 8. Faktor obohacovánísměsi v závislosti na teplotěnasávaného vzduchu.

1 – vstřikovací ventil2 – vstříknuté palivo3 – škrticí klapka4 – kondenzované palivo5 – tenká vrstva paliva

Obr. 9. Usazování paliva na stěnách sacího potrubí při studenémmotoru.

na stěnách sacího potrubí(znázorněno zvětšeně)

6 – proudící výpary paliva7 – odpařování paliva z tenké

vrstvy na stěnách sacího potrubí



Audi nemají vždy diagnostickou kon-trolku na přístrojovém panelu; pomocí diagnostického přístroje, při-pojeného na diagnostické rozhraní vo-zidla.

Kontrolu systému lze také provádětuniverzálním systémovým adaptérem.Protože centrální vstřikovací jednotka,tvořící srdce systému Mono-Jetronic, jevelmi citlivým zařízením na neodbor-né zásahy, je při servisních operacíchnutné dbát následujících zásad:❶ Nastavovací šroubek umístěný dolena páce škrticí klapky neslouží k nasta-vení volnoběžných otáček. Je určenk přiřazení polohy škrticí klapky k na-stavovači škrticí klapky. Toto nastave-ní je nutné pouze při výměně nasta-vovače škrticí klapky nebo části škrticíklapky.❷ S dorazovým šroubkem škrticí klap-ky se nesmí otáčet, jinak by byla řídicíjednotkou zaregistrována chyba systému.Šroub je jemně nastaven a pojištěn protiotáčení.❸ Není vhodné dotýkat se volnoběž-ného kontaktu při vychýlené škrticíklapce, nastavovač škrticí klapky by setím mohl přitlačit na spínací doraz.❹ Nesmějí se uvolňovat šrouby regu-látoru tlaku a vyvíjet jakýkoliv tlak nahorní část regulátoru, mohl by se tímzměnit tlak paliva v systému, kterýnení nastavitelný.

❺ Potenciometr škrticí klapky nesmíbýt přestavován. Pro servis neexistuježádná možnost přezkoušet přiřazeníškrticí klapky potenciometru, příp. tutopolohu nastavit. K nastavení potencio-metru škrticí klapky musí být napětíměřeno s přesností 1 mV. Diagnosticképřístroje používané v servisech nemajívětšinou potřebnou přesnost. Kromětoho neexistují žádná nastavovací data.Potenciometr škrticí klapky se nedodá-vá jako náhradní díl samostatně, pouzeve spojení s dílem škrticí klapky.

Vnitřní diagnosVnitřní diagnosVnitřní diagnosVnitřní diagnosVnitřní diagnostiktiktiktiktikaaaaa

Jak již bylo uvedeno, systém Mono-Jet-ronic je u všech typů vozidel vybavenvnitřní diagnostikou. V řídicí jednotceje trvalá paměť, která uchovává závady,jež se vyskytnou během provozu moto-ru. Pokud motor neběží, je nutné podobu asi 6 sekund startovat a nevypínatzapalování. Tímto způsobem se záva-dy opět uloží. U vozidel, která byla vy-ráběna přibližně do konce roku 1988,může být uložena pouze jedna závada,u později vyrobených vozidel je to až11 závad. Chyby týkající se lambda-re-gulace mohou být indikovány teprve po12 minutách jízdy. Jestliže se závada ne-opakuje při osmi následujících startech,je automaticky smazána.

Vyhodnocení paměti závad blikacímkódem probíhá při zapnutém zapalo-vání nebo běžícím motoru. Přitom semusí spojit diagnostické rozhraní napřibližně 3 sekundy s kostrou. Při za-hájení komunikace začne trvale svítícíchybová kontrolka blikat. Nejsou-li

zaznamenány žádné závady, je to zná-zorněno určitým kódem. Konec vyhod-nocení paměti závad je rovněž znázor-něn zvláštním kódem. Po ukončenívyčtení může být paměť chyb smazá-na. To lze provést vypnutím zapalová-ní, propojením diagnostického rozhra-ní s kostrou, zapnutím zapalování a po10 sekundách odpojením diagnostické-ho rozhraní od kostry. Při vyhodnoce-ní paměti závad pomocí diagnostické-ho přístroje je celý proces zkouškyřízen pomocí menu a dílčích nabídek.

Vnitřní diagnostika nikdy nezahrnu-je všechny oblasti systému. Může sestát, že chyby, které se týkají přímonebo nepřímo systému, zůstanou vnitř-ní diagnostikou neodhaleny. V těchtopřípadech musí být vedle základníhomotortestu (který zahrnuje také oblastsání a složení směsi) provedena zkouš-ka se systémovým adaptérem. Ke kaž-dému systému existuje tabulka, kdejsou popsány jednotlivé měřicí krokyodpovídající vždy kontrole jednotlivýchprvků systému a předepsané hodnotyměřených signálů.

Lambda-rLambda-rLambda-rLambda-rLambda-regulaceegulaceegulaceegulaceegulace

Stoupající legislativní požadavky uči-nily před několika lety nezbytným za-vedení řízených třícestných katalyzá-torů. Aby bylo možné odstraněníškodlivých látek, resp. chemické reak-ce v katalyzátoru provádět co nejúčin-něji, musí se složení směsi pohybo-vat v úzkých mezích (obr. 11), v tzv.katalyzátorovém okně.

Obr. 10. Regulátor (ovladač)škrticí klapky.1 – skříň motoru

s elektromotorem2 – šnek3 – šnekové kolo4 – hřídel ovládání5 – kontakt volnoběhu6 – válcový pryžový měch

Obr. 11.Interval regulace lamb−da−sondy a snižovánípodílu škodlivin vevýfukových plynech.

emise bez kataly−tického ošetřeníemise s katalytic−kým ošetřením

autoEXPERT



Obr. 14. Schematické uspořá−dání lambda−sondy ve výfuko−vém potrubí.1 – keramické těleso sondy2 – elektrody3 – kontakt4 – kontakty pouzdra5 – výfukové potrubí6 – porézní keramická

ochranná vrstva

nů po spalování a podle změřenýchodchylek se prováděla regulace vstři-kovaného množství paliva, resp. upra-vovala tvorba směsi.

Složení výfukových plynů se měřílambda-sondou. Prostřednictvím sig-nálu z lambda-sondy může řídicí jed-notka měnit vstřikované množstvía tím i složení směsi. Protože se jed-ná o uzavřený regulační obvod, hovo-říme o regulaci (obr. 12).

Označení lambda-sonda pocházíz řeckého písmena lambda (λ), kterése v technice používá pro poměr meziteoreticky potřebnou a skutečně při-vedenou hmotností vzduchu.

hmotnost přivedeného vzduchu

lambda = —–—————————————

teoretická potřeba vzduchu

Ve skutečnosti lambda-sonda měřízbytkový obsah kyslíku ve výfukovýchplynech. Na obr. 13 jsou znázorněnyúrovně jednotlivých složek emisí v zá-vislosti na velikosti součinitele přebyt-ku vzduchu.

Pokud přiváděné množství vzduchuodpovídá teoretické potřebě (λ = 1), pro-bíhá přesné (dokonalé) spalování s nej-menšími celkovými emisemi škodlivin.Je-li přiváděné množství vzduchu menší

(λ < 1), je směs příliš bohatá, při nad-bytku vzduchu (λ > 1) příliš chudá. U po-měru lambda se často používá pojemmnožství vzduchu; správnější je však po-užívat označení hmotnost vzduchu.

Řídicí jednotka pomocí lambda-inte-grátoru dodatečně reguluje vypočtenoudobu vstřiku. Je-li směs příliš bohatá,zkracuje se doba vstřiku (ochuzení), je--li příliš chudá, pak se prodlužuje (obo-hacení). Regulace probíhá nepřetržitě

Pro udržování složení směsi v me-zích katalyzátorového okna není říze-ní množství vstřikovaného paliva dostpřesné. Při něm se nebere ohled na žád-né změny v motoru v důsledku opo-třebení, resp. na tolerance konstrukčníchdílů. Proto je požadováno, aby se mě-řilo skutečné složení výfukových ply-

Obr. 13.Složení emisív závislostina lambdě.

Obr. 12. Schéma funkcelambda−regulace.1 – měřič množství vzduchu2 – motor3 – lambda−sonda4 – katalyzátor5 – vstřikovací ventily6 – řídicí jednotka motoru

s regulátoremUS – napětí na sonděUV – řídicí napětí ventiluVE – množství vstřikovaného

paliva

Obr. 15.Napěťová charakteristika lambda−sondy propracovní teplotu 600 °C.



a kolísá zhruba v rozmezí ±1 % kolemλ = 1. Pro tuto regulaci však existujeněkolik výjimek, tzv. zákazů regulace,aby nedošlo k negativnímu ovlivněnípodmínek chodu motoru ve fázi spouš-tění motoru a chodu za tepla, při akce-leraci a deceleraci a většinou i při pro-vozu při plném zatížení.

Při výpadku signálu od lambda-son-dy řídicí jednotka přepne na řízenív nouzovém režimu, o kterém je řidičvětšinou informován rozsvícením varov-né kontrolky na přístrojovém panelu.

ÚprÚprÚprÚprÚpraaaaavvvvva směsia směsia směsia směsia směsi

U moderních vstřikovacích systémů sesignál z lambda-sondy používá takék tomu, aby se základní řízení vstři-kovaného množství přizpůsobovalo(adaptovalo se) skutečným charakte-ristikám motoru.

Musí-li se vstřikované množstvív určeném intervalu neustále dodateč-ně regulovat, řídicí jednotka to poznáa vezme v úvahu při dalším výpočtudoby vstřiku. Tak se pomocí lambda--integrátoru zmenšuje absolutní veli-kost potřebné korekce. Hodnotu proadaptaci ukládá řídicí jednotka dopracovní paměti.

Při přizpůsobování směsi (adaptaci)se rozlišuje součtová (aditivní) a násob-ná (multiplikativní) adaptace. Při souč-tové adaptaci se k vypočtenému vstři-kovanému množství přičítá nějakákonstantní odchylka. Často je to případ,kdy je např. kvůli nějaké závadě na těs-nění přívodu vzduchu směs příliš chu-dá. Nasávané množství vzduchu je stá-le stejně veliké, nezávisle na otáčkácha zatížení motoru. Proto se musí kevstřikovanému množství trvale přičítaturčitá korekční hodnota. To účinkujepředevším při nízkých otáčkách a dol-ním intervalu neúplného zatížení.

Násobná adaptace se používá přizávadách, které jsou závislé na otáč-kách nebo na zatížení. Přitom se vy-počtená základní doba vstřiku korekč-ní hodnotou násobí. Může to býtnapř. případ, kdy je tlak paliva přílišvysoký.

Součtová, resp. násobná adaptacemůže znamenat jak kladnou, tak i zá-pornou korekční hodnotu. Vysoké

adaptační hodnoty ukazují na mecha-nické opotřebení či na změny v mo-toru. Tato souvislost může pomoci přihledání závad. Stejně jako pro vlastnílambda-regulaci platí i pro adaptaci na-programované mezní hodnoty.

PřPřPřPřPři výpadki výpadki výpadki výpadki výpadku signálu lamb-u signálu lamb-u signálu lamb-u signálu lamb-u signálu lamb-da-sondy berda-sondy berda-sondy berda-sondy berda-sondy bere ře ře ře ře řídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednotktktktktka přa přa přa přa př iiiiiřřřřřízízízízízení směsi v úvahu adapení směsi v úvahu adapení směsi v úvahu adapení směsi v úvahu adapení směsi v úvahu adaptttttační hod-ační hod-ační hod-ační hod-ační hod-nononononotttttyyyyy. T. T. T. T. Ty jsou časy jsou časy jsou časy jsou časy jsou časttttto uloo uloo uloo uloo uložžžžženeneneneny v „do-y v „do-y v „do-y v „do-y v „do-časné“ paměti, tzn. žčasné“ paměti, tzn. žčasné“ paměti, tzn. žčasné“ paměti, tzn. žčasné“ paměti, tzn. že pře pře pře pře při při při při při přerererererušeníušeníušeníušeníušenínapájecího napětí řnapájecího napětí řnapájecího napětí řnapájecího napětí řnapájecího napětí ř ídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednotktktktktkaaaaattttt ytytytytyto adapo adapo adapo adapo adapttttt ační hodnoační hodnoační hodnoační hodnoační hodnottttt y ztry ztry ztry ztry ztrácí. Přácí. Přácí. Přácí. Přácí. Přiiiiidalším prdalším prdalším prdalším prdalším prooooovvvvvozu tozu tozu tozu tozu tak můžak můžak můžak můžak může docháze docháze docháze docháze docházeeeeetttttk neklidnému chodu mok neklidnému chodu mok neklidnému chodu mok neklidnému chodu mok neklidnému chodu motttttorororororu atd.,u atd.,u atd.,u atd.,u atd.,dokdokdokdokdokud signály lambda-sondy řud signály lambda-sondy řud signály lambda-sondy řud signály lambda-sondy řud signály lambda-sondy řídicíídicíídicíídicíídicíjednojednojednojednojednotktktktktku znou znou znou znou znovu adapvu adapvu adapvu adapvu adaptttttační hodno-ační hodno-ační hodno-ační hodno-ační hodno-ttttty „nenaučí“.y „nenaučí“.y „nenaučí“.y „nenaučí“.y „nenaučí“.

KKKKKonsonsonsonsonstrtrtrtrtrukukukukukcececececea funka funka funka funka funkce lambda-sondyce lambda-sondyce lambda-sondyce lambda-sondyce lambda-sondy

Standardní lambda-sonda se skládáz keramického článku z dioxidu zirko-ničitého (ZrO2), potaženého tenkou pla-tinovou vrstvou, která je propustná proplyny. Na straně, jež přichází do stykus výfukovými plyny, je navíc opatřenaještě porézní keramickou ochrannouvrstvou. Nad ní umístěná ochranná tru-bice se štěrbinami zabraňuje mechanic-kému poškození (obr. 14).

Dioxid zirkoničitý se při různých kon-centracích kyslíku ve výfukových ply-nech a při vyšších teplotách (> 300 °C)chová jako galvanický článek a vytváříelektrické napětí. Je-li na opačných stra-nách sondy různý podíl kyslíku, vzniká

Obr. 16. Vyhřívaná lambda−sonda.1 – pouzdro sondy2 – keramická ochranná trubice3 – připojovací kabel4 – ochranná trubice se štěrbinami5 – aktivní keramika sondy

6 – kontaktní část7 – ochranná objímka8 – topný článek9 – svorky pro elektrické

připojení topného článku

mezi oběma hraničními plochami elek-trické napětí. To je měřítkem pro rozdílpodílu kyslíku na obou stranách lamb-da-sondy.

Výfukové plyny, jako směs spalinze všech válců, proudí kolem lambda-sondy našroubované ve výfukovémpotrubí. Zbytkový kyslík ve výfuko-vých plynech a kyslík v okolním vzdu-chu, který se nachází uvnitř sondy,vybuzují v důsledku rozdílné koncen-trace kyslíku (parciálního tlaku kyslí-ku) na keramickém článku sondy na-pětí, které se kontaktem a stíněnýmvedením přivádí na řídicí jednotku.

Sonda je zkonstruována tak, že přiλ = 1 vzniká skokový pokles genero-vaného napětí (obr. 15).

Hodnota napětí dodávaného lamb-da-sondou je při λ = 1 asi 450 mV, přibohaté směsi asi 800 mV a při chudésměsi asi 150 mV.

Protože složení směsi při normálnífunkci neustále kolísá kolem λ = 1,kolísá ve výše uvedeném intervaluneustále i napětí.

Kromě obsahu kyslíku ve výfukovýchplynech má významnou roli rovněž tep-lota keramického tělesa lambda-sondy,protože je na ní silně závislá vodivostkyslíku. Průběh napětí je tedy kroměsamotné hodnoty lambda ovlivněn tep-lotou, stejně jako reakční doba změnynapětí související se složením směsi.

Optimální provozní teplota sondyse pohybuje okolo 600 °C. Protožetéto teploty nelze vždy i při správnémumístění sondy ve výfukovém potru-bí dosáhnout, resp. udržet ji za všech

autoEXPERT


čččččererererervvvvvenec/srenec/srenec/srenec/srenec/srpen 200pen 200pen 200pen 200pen 20044444AAAAAutututututoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERTTTTT1 0

provozních podmínek, používá se čas-to vyhřívaná lambda-sonda (obr. 16).Vyhříváním tělesa lambda-sondy serychleji dosahuje její provozní teplo-ty (tzn. že je možná dřívější regulacesměsi) a přesnějšího udržení (tzn. žeje možné přesnější měření a přesnějšíregulace). Kromě toho lze sondu umís-tit dále od motoru a zabránit tak její-mu přehřívání.

Funkci lambda-sondy lze zkoušetspeciálním měřicím přístrojem, ale takéměřením napětí. Neustále se měnícínapětí při běžícím motoru signalizujejejí funkci dostatečně přesně. Přitomje třeba dbát na to, že řídicí jednotkadodává trvalé stejnosměrné napětí asi475 mV jako součást vyhodnocovací-ho obvodu, který v řídicí jednotce slou-ží k přesnější regulaci. Proto je nutnopři prostém měření napětí lambda-son-du od řídicí jednotky odpojit. Motor,lambda-sonda a katalyzátor přitommusí být zahřáty na provozní teplotu.

Při hledání závad je třeba zkontrolo-vat, není-li stínění vedení signálu poško-zeno a má-li dobré připojení na kostru.I samotná lambda-sonda potřebuje do-statečné napájení přes kostru, ať již sa-mostatným kabelem nebo s využitímvýfukového potrubí. Na to je třeba dá-vat pozor především u automobilůs vyšším počtem najetých kilometrů.

U zahřáté lambda-sondy se dálekontroluje topný článek pomocí mě-ření odporu a ohřívání pomocí měře-ní proudu. Napájení ohřevu sondy sevětšinou spíná pomocí relé.

Vizuálně je vhodné zkontrolovat, žedo lambda-sondy může vstupovatokolní vzduch, tzn. že její „dýchací ot-vory“ nejsou ucpány. Při mytí vozidlase do nich nesmí voda dostat.

Keramika sondy nesmí být pokrytažádnými usazeninami. Příčinou tzv.otravy lambda-sondy může být olov-natý benzin (u sondy, která není protiolovu odolná), při nadměrné spotřeběoleje i olej nebo chladicí kapalina.

Lambda-sondaLambda-sondaLambda-sondaLambda-sondaLambda-sondas s s s s oooooxidem titxidem titxidem titxidem titxidem titaničitýmaničitýmaničitýmaničitýmaničitým

Funkce i konstrukce lambda-sondyz oxidu titaničitého je v podstatě stej-ná jako u sondy s dioxidem zirkoniči-

tým. Rozdíl spočívá pouze v tom, žeoxid titaničitý použitý jako keramikasondy nereaguje na různou koncentra-ci kyslíku jako galvanický článek, tzn.že nevytváří elektrické napětí, nýbržse skokově mění jeho odpor (obr. 17).

U tohoto typu lambda-sondy řídicíjednotka dodává napětí a na základějeho úbytku rozpoznává složení výfu-kových plynů. Navíc řídicí jednotkapodle úbytku napětí rozpoznávái teplotu sondy a příslušně reguluje jejíohřívání pomocí taktování vyhřívacíhoproudu (vypínání a zapínání přívoduelektrického proudu) (obr. 18).

TTTTTutututututo sondu lzo sondu lzo sondu lzo sondu lzo sondu lze zke zke zke zke zkoušeoušeoušeoušeoušet měřt měřt měřt měřt měře-e-e-e-e-ním elektrického odporním elektrického odporním elektrického odporním elektrického odporním elektrického odporu. Přu. Přu. Přu. Přu. Případnéípadnéípadnéípadnéípadnénesnesnesnesnesprprprprprávné fungoávné fungoávné fungoávné fungoávné fungování lzvání lzvání lzvání lzvání lze, se, se, se, se, stttttejně jakejně jakejně jakejně jakejně jakooooou lambda-sondy s diou lambda-sondy s diou lambda-sondy s diou lambda-sondy s diou lambda-sondy s dioxidem zirxidem zirxidem zirxidem zirxidem zirkkkkkoni-oni-oni-oni-oni-čitým, přčitým, přčitým, přčitým, přčitým, přečísečísečísečísečíst tt tt tt tt také s využitím pa-aké s využitím pa-aké s využitím pa-aké s využitím pa-aké s využitím pa-měti závad v řměti závad v řměti závad v řměti závad v řměti závad v řídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednotttttce vce vce vce vce vssssstřtřtřtřtři-i-i-i-i-kkkkkooooování a diagnosvání a diagnosvání a diagnosvání a diagnosvání a diagnostického rtického rtického rtického rtického rozhrozhrozhrozhrozhraníaníaníaníaníkkkkke zke zke zke zke zkušebnímu přušebnímu přušebnímu přušebnímu přušebnímu přísísísísístrtrtrtrtroooooji.ji.ji.ji.ji.

MoMoMoMoMotrtrtrtrtroniconiconiconiconicPro výpočet okamžiku zapálení a množ-ství vstřikované směsi (stejně jako oka-mžiku vstřiku) se sleduje provozní stavmotoru pomocí několika snímačů. Totosledování provozního stavu je nutné jakpro systém zapalování, tak i pro sys-tém vstřikování paliva, a proto se pro-vádí několika společnými čidly. Kromětoho se zapalování a vstřikování takévzájemně ovlivňují. Při dalším vývojitěchto systémů je proto pouze logic-

kým důsledkem, že jsou funkce zapa-lování a vstřikování spojeny v jedinéřídicí jednotce. Šetří se tak „dublova-né“ sledování a zjednodušuje se přenosa vyhodnocování dat.

U těchto systémů jde o kombinacielektronického, případně plně elektro-nického zapalování s elektronicky říze-ným nebo regulovaným vstřikováním.Přitom zde existuje velké množství růz-ných variant, které však vždy vycháze-jí ze základních systémů zapalování,resp. vstřikování – např. Mono-Motro-nic, KE-Motronic atd.

Motronic je integrovaný systém níz-kotlakého vstřikování paliva s integro-vaným elektronickým zapalováním.Díky tomu je možné vzájemně opti-malizovat odměřování paliva a řízenízapalování. Systém vstřikování paliva

Obr. 17.Odpor lambda−sondy z TiO2.

Obr. 18. Připojení, vyhodnocení a ovládání lambda−sondy.Obsazení konektorů:

Lambda−sonda:pin 1 – vedení pro řízení vytápění a stíněnípin 2 – napájecí vedenípin 3 – napájení snímačepin 4 – signál ze snímače

Řídicí jednotka:pin 42 – stíněnípin 53 – výstuppin 73 – výstuppin 75 – vstup

1 1čččččererererervvvvvenec/srenec/srenec/srenec/srenec/srpen 200pen 200pen 200pen 200pen 20044444 AAAAAutututututoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERoEXPERTTTTT


vychází z výše uvedeného systému Mo-no-Jetronic. Zapalování řídí elektronickářídicí jednotka a existují dva způsoby

rozdělování vysokého napětí – první, kla-sický s rozdělovačem, druhý, plně elek-tronický s tzv. přímým zapalováním, tj.

bez rozdělovače. Řídicí jednotka přivá-dí primární proud do cívky, v které sevytváří vysoké napětí. Vývod z cívkyje napojen přímo na svíčku válce a pro-blematické rozdělování vysokého napě-tí přes rozdělovač tak odpadá.

Řídicí jednotka obsahuje mikropo-čítač, vybavený paměťovou jednotkou,která umožňuje uložit řadu polí cha-rakteristik a konstant. Pole charakte-ristik se např. používají pro řízení úhlusepnutí a předstihu, fáze zahřívání,obohacení pro akceleraci, pro lambda-regulaci a pro cirkulaci spalin.

Výhody systému Motronic spočívajíve společné optimalizaci zapalovánía tvorby směsi, v menších nákladechna řídicí jednotky a ve společném vyu-žití snímačů.

Vedle již dříve zmíněných vlastnos-tí moderních systémů vstřikování pa-liva a elektronického zapalování, jakojsou přizpůsobení provozním stavůmnebo lambda-regulace, byly v systémechMotronic integrovány doplňkové funk-ce, jako omezování otáček, ovládánípalivového čerpadla, vypínání klidové-ho proudu, regulace klepání, regulacetlaku přeplňování u přeplňovanýchmotorů, elektronické řízení převodov-ky, režim stop-start, elektronický pedálakcelerátoru, recirkulace spalin, od-vzdušnění palivové nádrže a další.

Pro nastavování volnoběžných otá-ček a emisí CO platí stejné zásady jakopro systém L-Jetronic. Většina systémůMotronic používá regulaci volnoběhu.Emise CO se nastavují pouze u sys-tému bez lambda-regulace, podle vy-bavení – seřizovacím šroubem u měřičemnožství vzduchu nebo potenciomet-rem měřiče množství vzduchu, popř.hmotnosti nasátého vzduchu.

Provozní údaje o stavu motoru dáváMotronic k dispozici i pro další elek-tronické systémy, např. elektronické ří-zení převodovky nebo regulaci proklu-zování hnacích kol. Na základě těchtosignálů však mohou být pomocí Motro-nicu prováděny i zásahy do řízení moto-ru, např. seřizování úhlu předstihu záže-hu při řazení automatické převodovkynebo při regulaci prokluzování hnacíchkol. Obrázky 19, 20 a 21 ukazují tři zá-kladní systémy – Mono-Motronic, Mo-tronic ML a Motronic M5.

Obr. 19. Schéma systému Mono−Motronic.1 – vstřikovací ventil2 – snímač teploty vzduchu3 – regulátor tlaku paliva4 – zapalovací cívka5 – regenerační ventil6 – nastavovač škrticí klapky7 – nádrž s aktivním uhlím8 – nastavovač tlaku9 – potenciometr škrticí klapky

10 – řídicí jednotka11 – palivový filtr12 – ventil recirkulace spalin13 – snímač klepání14 – snímač otáček motoru15 – snímač teploty motoru16 – lambda−sonda17 – elektrické palivové čerpadlo

Obr. 20. Schéma systému Motronic ML.1 – měřič množství nasátéhovzduchu se snímačem teploty2 – škrticí klapka3 – regulátor tlaku paliva4 – vysokonapěťový rozdělovač5 – zapalovací cívka6 – lambda−sonda7 – vstřikovací ventil

8 – palivový filtr9 – nastavovač volnoběhu10 – spínač škrticí klapky11 – elektronická řídicí jednotka12 – palivová nádrž13 – snímač otáček motoru14 – snímač teploty motoru15 – elektrické palivové čerpadlo

autoEXPERT



Obr. 21. Schéma systému Motronic M5.1 – nádrž s aktivním uhlím2 – uzavírací ventil3 – regenerační ventil4 – regulátor tlaku paliva5 – vstřikovací ventil6 – nastavovač tlaku7 – zapalovací cívka8 – fázový snímač vačkové

hřídele9 – čerpadlo sekundár. vzduchu

10 – ventil sekundár. vzduchu11 – měřič množství nasátého

vzduchu12 – řídicí jednotka

Další moDalší moDalší moDalší moDalší možné funkžné funkžné funkžné funkžné funkce v rce v rce v rce v rce v různýchůznýchůznýchůznýchůznýchvvvvvariantách syariantách syariantách syariantách syariantách syssssstému Motému Motému Motému Motému MotrtrtrtrtroniconiconiconiconicRegulace volnoběhu (obr. 22) je reali-zována téměř ve všech variantách Mo-tronicu, ale už i u mnoha dalších vstři-kovacích systémů. Ovladač otáček přivolnoběhu, umístěný v obtoku škrticíklapky, mění množství vzduchu při cho-du na volnoběh tak, aby se nastavil poža-dovaný (naprogramovaný) počet otáček.

Režim volnoběhu (zavřená škrticíklapka) je řídicí jednotce signalizovánpomocí kontaktu na spínači škrticíklapky nebo prostřednictvím hodnotyodporu na potenciometru škrticí klap-ky. Pro dané teploty motoru jsou na-programovány pevně stanovené počtyotáček. Řídicí jednotka porovnává sku-tečné otáčky s naprogramovanými hod-notami a přes akční člen je reguluje takdlouho, dokud nejsou skutečná a poža-dovaná hodnota v souladu.

Ovladač otáček volnoběhu (obr. 23)mění na základě signálu řídicí jednot-ky Motronic průřez v obtoku škrticíklapky. K motoru se tak při volnobě-hu dostává větší nebo menší množstvínasávaného vzduchu. Protože se mě-ření množství, resp. hmotnosti přivá-děného vzduchu provádí i při volno-běhu, dostává se podle toho k motorutaké více nebo méně paliva. S tím jesladěno i zapalování.

Ovladač otáček volnoběhu se skládáze dvou cívek, které jsou řídicí jednotkoustřídavě zapojovány. V důsledku setrvač-nosti ovladače se tak vždy nastaví urči-tý úhel otevření, který odpovídá střídě.

Změnou hodnoty střídy v intervalu20 až 80 % určuje řídicí jednotka úhelotevření a tím také otáčky při volnobě-hu. U nezatíženého motoru po zahřátína provozní teplotu činí střída asi 25 %.Zbývají tak dostatečné rezervy motoru

pro studený start, zatížení motoru atd.Jednoduché konstrukce ovladače počtuotáček při volnoběhu mají pouze jednucívku, druhá pak bývá nahrazována pru-žinou. Jejich funkce je stejná jakou ovladačů se dvěma cívkami.

Regulace volnoběhu je dnes větši-nou adaptivní, tzn. že jsou řídicí jed-notkou pomocí nových adaptovaných(upravených) hodnot kompenzoványi změny vyvolané opotřebením moto-ru. Tyto upravené hodnoty se při přeru-šení trvalého napájení (odpojení aku-mulátoru nebo vytažení konektoruřídicí jednotky) ztrácejí. Tak může do-jít ke snížení komfortu, resp. výkonu

13 – snímač škrticí klapky14 – nastavovač volnoběhu15 – snímač teploty vzduchu16 – ventil recirkulace spalin17 – palivový filtr18 – snímač klepání19 – snímač otáček motoru20 – snímač teploty paliva21 – lambda−sonda22 – diagnostické rozhraní23 – diagnostická kontrolka24 – snímač diferenčních tlaků25 – elektrické palivové čerpadlo

Obr. 22. Schéma regulaceplnění při volnoběhu.

Obr. 23. Ovladač počtuotáček při volnoběhu.1 – elektrická přípojka2 – pouzdro3 – trvalý magnet4 – kotva5 – vzduchový kanál jako

obtok škrticí klapky6 – šoupátko



motoru, které trvá do té doby, než senastaví nové adaptované hodnoty.

Téměř standardem je dnes u systémuMotronic i řízení zásobníku s aktivnímuhlím jako doplňkové funkce pro třícest-né katalyzátory s lambda-regulací (vizpředchozí text). Výpary paliva vznika-jící v palivové nádrži se nenechávají jed-noduše unikat do volného prostoru,nýbrž se hadičkou přivádějí do zásob-níku naplněného aktivním uhlím. Zdese palivo filtruje (obr. 24).

Aby se aktivní uhlí mohlo znovu re-generovat, musí být zásobník proplacho-ván čerstvým vzduchem. Proto se přiběžícím motoru dočasně otevírá pulzníventil a podtlakem v sacím potrubí na-sává přes zásobník s aktivním uhlímčerstvý vzduch. Částice paliva vázanéaktivním uhlím se přitom rozpouštějí,nasávají a jsou spalovány v motoru.

Pulzní ventil spojený se svorkou 30je na straně kostry napájen přes řídicíjednotku vstřikování. Neprochází-liproud, je ventil otevřen. Při běžícímmotoru je zavřen a teprve po dosaženíurčité teploty motoru (většinou nad60 °C) se dočasně (v taktu) otvírá. Taktotevírání je určován řídicí jednotkouv závislosti na poloze škrticí klapkya na signálu od lambda-sondy. Po za-stavení motoru zůstává ventil ještěněkolik vteřin uzavřen, aby se zabránilosamozápalu.

Ovládání pulzního ventilu pro zá-sobník s aktivním uhlím, často zjed-nodušeně nazývaný ventilem pro od-větrávání palivové nádrže, je většinoutaké adaptivní, tzn. že takt otvírání jeřídicí jednotkou upravován při změ-ně provozních podmínek motoru.

Kromě pulzního ventilu zásobníkus aktivním uhlím mohou být pomocíMotronicu ovládány i další magnetickéventily. Využitím těchto ventilů mohoubýt realizovány funkce přestavovánívačkové hřídele, recirkulace výfuko-vých plynů, regulace plnicího tlakuu přeplňovaných motorů a další. Při-tom Motronic otvírá nebo zavírá pří-slušný magnetický ventil podle předem

naprogramovaných hodnot v závislostina provozním stavu motoru a ovlivňujetak podtlak sání nebo tlak oleje půso-bící na příslušný konstrukční díl.

Ovládání těchto ventilů většinou pro-bíhá v hysterezním režimu, to znamená,že hodnoty pro zapnutí a vypnutí se liší,aby se zabránilo kmitání ovládacíhosystému při určitém počtu otáček.

Analogicky může Motronic ovládatrůzná relé, např. relé kompresoru kli-matizace, relé vytápění lambda-sondyatd. To se většinou provádí pomocí sig-nálu pro řídicí obvod relé přicházejí-cího z kostry.

Další funkcí Motronicu může býtkomunikace (přenos dat) s jinými sys-témy. Na jedné straně je to přenos in-formací (údajů) o provozním stavumotoru, např. td-signál pro měření otá-ček, požadované hodnoty nastaveníúhlu škrticí klapky pro regulaci pro-kluzování kol a řídicí jednotku auto-matické převodovky atd. U těchto sig-nálů jde převážně o obdélníkovéimpulzy a jejich hodnotu lze měřit po-mocí střídy.

Druhou stranou této komunikaceje však také zaznamenávání a zpraco-vávání signálů z jiných systémů, např.při změně nastavení úhlu zapalovánípř i řazení , přerušení zapalovánía vstřikování při regulaci prokluzová-ní pohonu atd. Tyto signály jsou rov-něž převážně obdélníkové, jsou všakdodávány jen po velmi krátkou dobu(např. pouze při nutném zásahu). Je-jich simulace a měření jsou protov praxi těžko proveditelné. Případnou

Obr. 24. Systém pro zachycování odpařeného paliva.1 – přívod paliva do zásobníku

s aktivním uhlím2 – zásobník s aktivním uhlím3 – čerstvý vzduch4 – ventil regenerátoru5 – vedení k sacímu potrubí

6 – škrticí klapkaps – tlak v sacím potrubípu – tlak v okolní atmosféře

∆∆∆∆∆p – rozdíl tlaku v sacímpotrubí a v okolní atmosféře

Obr. 25. Běžné propojení řídicích jednotek.EGS – elektronické řízení převodovkyDME – digitální elektronika motoruEML – elektronické řízení výkonu motoruABS/ASC/MSR – systém ABS/řízení prokluzování/regulace momentu

motoru

autoEXPERT



nesprávnou funkci zde lze diagnosti-kovat pouze pomocí vlastní diagnos-tiky řídicí jednotky. Poruchy se stejnějako u předchozího systému ukládajído paměti závad.

Vzájemná komunikace jednotlivýchsystémů vyžaduje propojení. Velký po-čet spojovacích vedení existuje zejmé-na u systémů, které si navzájem předá-vají velké množství údajů (obr. 25).Jiným způsobem přenosu dat je pro-pojení jednotlivých řídicích jednotekpomocí datové sběrnice.

Právě díky propojení řídicích jedno-tek pomocí sběrnice CAN (ControllerArea Network) je počet vedení reduko-ván na minimum (obr. 26). SběrniceCAN může být velmi zjednodušeněpřirovnána k telefonnímu zařízení. Meziřídicími jednotkami lze v digitálním tva-ru přenášet až milion údajů za sekun-du. Jejich transformace na signály ana-logové není nutná. Jednotlivé modulyCAN v řídicích jednotkách se navzájemběhem svojí činnosti kontrolují.

U systému Motronic M3, který budepopsán v následujícím textu, jde např.už o základní součást řídicí jednotky.

MoMoMoMoMotrtrtrtrtronic 3.3onic 3.3onic 3.3onic 3.3onic 3.3Jedním z moderních a nejobsáhlejšíchsystémů řízení motoru je i systém Mo-tronic 3.3, který tvoří dva podsystémy.Zapalování je plně elektronické s trva-lým rozdělováním vysokého napětí.Dílčí systém vstřikování představujepřerušované, plně sekvenční vstřiková-ní s měřením hmotnosti vzduchu.

VsVsVsVsVstuptuptuptuptupy a výsy a výsy a výsy a výsy a výstuptuptuptuptupy řy řy řy řy řídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednoídicí jednotkytkytkytkytky

Konektor řídicí jednotky Motronic 3.3obsahuje celkem 88 pólů. Pinem 56 je

k řídicí jednotce připojen kladný pólakumulátoru přes svorku 15, na pin 27je připojeno ukostření. Tím je přespin 54 a hlavní relé zabezpečeno na-pájení pracovním proudem. Tímto jis-ticím obvodem je při přerušení na svor-ce 15 (např. při nehodě) okamžitěodpojena řídicí jednotka od zdroje na-pájení a motor se zastaví.

Pin 26 je obsazen trvalým pluso-vým pólem pro paměť závad a veškeréuložené adaptované hodnoty.

Piny 6, 28, 34, 45, 55 a 71 jsou ur-čeny pro spojení různých čidel a kon-cových stupňů s kostrou.

Na piny 16 a 43 jsou připojeny sní-mače referenčních hodnot. Při výpad-ku některého signálu je vyhodnocensignál od vačkové hřídele pro stanove-ní počtu otáček a referenční hodnotu.Chování motoru a jeho reakce se při-tom sice zhorší, nastaví se však dosta-tečně kvalitní nouzový chod.

Signál z čidla vačkové hřídele jepřiváděn přes piny 17 a 44. Při výpad-ku signálu z čidla vačkové hř ídele(není už nadále možné dodržovánípořadí válců) se provede přepnutí naparalelní jednostupňový provoz. Toznamená, že se vždy současně ovlá-dají dvě zapalovací cívky a dva vstři-kovací ventily pro válce, jejichž pístyse nacházejí v horní úvrati. Jedna jis-kra je tak „pracovní“, druhá „slepá“.Dva vstřikovací ventily vstřikují přikaždé otáčce klikové hřídele vždy po-loviční množství paliva. Přitom sezhoršuje pravidelnost chodu motoru.Při výpadku obou signálů (z čidla vač-kové hřídele, referenční hodnota) nenínouzový chod možný.

Přes pin 41 získává řídicí jednotkasignál z měřiče hmotnosti vzduchua hmotnosti nasávaného vzduchu.

Pin 14 zabezpečuje spojení na kostru.Př i výpadku tohoto signálu můžeMotronic vypočítat množství nasáva-ného vzduchu z úhlu otevření škrticíklapky (pin 73) a z počtu otáček (vizřízení α/n).

Spotřeba paliva a provozní charak-teristiky motoru se zhoršují, stejně jakopři výpadku signálu o úhlu otevření škr-ticí klapky, protože např. otevření škrticíklapky při akceleraci předbíhá signálo hmotnosti vzduchu, a proto je oboha-cování směsi při akceleraci zahájeno dří-ve. Při výpadku signálu o hmotnostivzduchu a signálu o úhlu otevření škrti-cí klapky je možný jen velmi omezenýnouzový provoz. Řídicí jednotka pak při-řazuje doby vstřikování pevně stanove-né pro daný počet otáček.

Sledování teploty motoru jde přespin 78. Pokud je tento signál mimourčené tolerance nebo když chybí, po-užije řídicí jednotka naprogramovanounáhradní hodnotu (přibližnou provoz-ní teplotu). Při startu je po několik se-kund používána hodnota z čidla tep-loty nasávaného vzduchu.

Teplota nasávaného vzduchu (pin 77)je zapotřebí jen krátce během starto-vání, protože v jeho průběhu není sig-nál z měřiče hmotnosti vzduchu do-statečně přesný v důsledku chvěnívzduchu. Výpadek signálu teploty na-sávaného vzduchu se proto projeví pou-ze během startování.

U systému Motronic 3.3 lze připojitdvě lambda-sondy (piny 13, 40, 12 a 39),které ovlivňují tvorbu směsi vždy projednu řadu, resp. skupinu válců. Při vý-padku některé lambda-sondy se závisléválce přepnou na řízení, při kterém jsoubrány v úvahu adaptované hodnoty, ulo-žené v paměti. Pomocí kontroly zapalo-vacího okruhu (pin 15) poznává řídicíjednotka správnou funkci zapalování.Pokud je u některého válce signalizováno,že několik po sobě jdoucích zapálenínebylo v pořádku, pak se u něj vypnevstřikování, aby se zabránilo zničení ka-talyzátoru, případně i požáru. Motor pakběží na menší počet válců.

Pomocí až čtyř snímačů detonač-ního spalování (tzv. klepání motoru)– piny 70, 69, 68, 67 – lze rozpoznatdetonační hoření na každém jednotli-vém válci a korigovat podle toho oka-

Obr. 26. Propojení řídicích jednotek pomocí sběrnice CAN−Bus.



mžik zážehu v příslušném válci. Jdeo selektivní regulaci klepání motoru.

Protože je signál o detonačním spa-lování přiřazen vždy příslušnému vál-ci, ve kterém právě probíhá zapalování,nesmí být zaměněna vedení z různýchsnímačů klepání. To by mohlo véstk poškození motoru, protože by případ-né klepání bylo přiřazeno nesprávnémuválci. Regulace klepání motoru je takézde adaptivní, protože je identifiková-no případné zvýšení základní úrovněhlučnosti jako důsledek opotřebenía nikoliv jako detonační spalování.

Pomocí signálu rychlosti (obdélní-kový signál na pinu 42) může Motro-nic při předem naprogramované nej-vyšší rychlosti omezovat rychlost.Kromě toho může být tohoto signáluvyužito k tomu, aby se při plné akce-leraci z nízké rychlosti vypnuly někte-ré spotřebiče (např. kompresor klima-tizace).

Informace „klimatizační zařízení za-pnuto/vypnuto“ (pin 64), resp. „kom-presor klimatizace zapnut/vypnut“(pin 81) ovlivňují regulaci při volnobě-hu a vyvolávají zvýšení počtu otáček.

Třemi signálními vedeními (piny62, 82, 83) jsou řídicí jednotkou regu-lace prokluzování pohonu vyvoláványzásahy do řízení motoru.

Signálem alarmu (pin 66) se při krá-deži přeruší vstřikování, resp. zapalování(není možné nastartovat). Zhruba odvolnoběžných otáček není na tento sig-nál brán ohled, aby se zabránilo záva-dám při jízdě v případě poruch.

Stínění sběrnice CAN přichází napin 84. Pomocí pinu 60 je řídicí jednot-ka programována ve výrobním závodě,pin 61 slouží ke kontrole programová-ní a piny 87 a 88 tvoří rozhraní prodiagnostiku.

Na pin 1 je přiváděn signál z kostrypro aktivaci relé elektrického palivo-vého čerpadla, jakmile řídicí jednotkadostane signál počtu otáček (jisticí ob-vod pro případ nehody).

Na pin 37 je také přiváděn signálod kostry, jmenovitě pro aktivaci relévytápění lambda-sondy.

Přes pin 48 lze odpojit kompresorklimatizace, přes pin 36 je přes kost-ru napájen pulzní ventil pro propla-chování zásobníku s aktivním uhlím.

Požadovaná hodnota otevření škr-ticí klapky pro regulaci prokluzovánípohonu je přivedena na pin 20. Piny2 a 29 jsou určeny pro regulaci choduvolnoběh, otvírací a zavírací cívku.

Piny 3, 4, 5, 7, 31, 32, 33 a 35 slou-ží pro aktivaci až osmi jednotlivýchvstřikovacích ventilů (plné sekvenčnívstřikování). Ve fázi startu jsou krát-kodobě aktivovány všechny současně– pro vytvoření tenkého filmu na stě-nách a pro obohacení směsi při star-tu. Při výpadku některého koncovéhostupně v řídicí jednotce může aktiva-

ci příslušného vstřikovacího ventilupřevzít některý ze sousedních.

To samé platí pro až osm jednotli-vých zapalovacích cívek (piny 25, 24,23, 22, 52, 51, 50 a 49).

Ve fázi startování jsou společně ak-tivovány dvě zapalovací cívky, v jejichžválcích se písty nacházejí v horní úvra-ti. Tím se dosahuje zkrácení doby star-tu. Ke zdvojené aktivaci dochází taképři výpadku čidla vačkové hřídele.

Na pin 11 je rovněž přiveden vý-stup pro signál úhlu otevření škrticíklapky pro jiné řídicí jednotky.

Pin 47 přivádí td-signál pro měřičpočtu otáček a případně pro jiné řídi-cí jednotky.

Na pinu 46 je výstup ti-signálu rov-něž pro ostatní řídicí jednotky, resp.pro kombinované zařízení pro aktiva-ci indikátoru spotřeby paliva nebo propalubní počítač pro výpočet spotřeby.

Přes pin 59 je napájen např. poten-ciometr škrticí klapky. Pin 8 může ak-tivovat signalizaci závad, udávající kódzávady.

Pomocí pinů 85 a 86 je možné spo-jení sběrnice CAN s jinými řídicímijednotkami. Mohou tak být přenáše-ny informace o počtu otáček motoru,zatížení a teplotě motoru, o úhlu ote-vření škrticí klapky, úhlu předstihu zá-žehu nebo předstřiku, rychlosti auto-mobilu, zvoleném programu jízdy atd.

Další syDalší syDalší syDalší syDalší syssssstémtémtémtémtémyyyyyvvvvvssssstřtřtřtřtřikikikikikooooovvvvvání benzinuání benzinuání benzinuání benzinuání benzinu

Při popisu technických systémů vstři-kování benzinu byl princip činnostiosvětlován pouze na systémech společ-nosti Bosch. Existují však další technic-ká řešení ostatních výrobců (Siemens,GM, Marelli, Ford, Mitsubishi, NipponDenso, Fenix, Hitachi, V. A. G., Hella,Renix, Subaru, Suzuki, Nissan, Honda),která jsou principiálně velmi podobná.

PřPřPřPřPřímý vímý vímý vímý vímý vssssstřtřtřtřtřik benzinuik benzinuik benzinuik benzinuik benzinuTechnické řešení přímého vstřiku ben-zinu je spojeno se značkou Mitsubi-shi. Pod názvem GDI (Gasoline Di-rect Injection) představila v roce 1996(v České republice poprvé na podzimroku 1997) nový čtyřválcový motoro objemu 1,8 l, který disponuje výko-nem 92 kW (125 k) při 5500 min-1

a točivým momentem 174 Nm při3750 min-1.

GDI spojuje princip vznětovéhoa zážehového motoru. Je to zážehovýmotor, ovšem palivo je vstřikováno pří-

Obr. 27. Konstrukce spalovací−ho prostoru motoru s přímýmvstřikováním benzinu.

Obr. 28. Hlavní směr prouděnívzduchu ve válci.

autoEXPERT



mo do válce, kde také dochází k jehosmísení se vzduchem (obr. 27).

PPPPPopis funkopis funkopis funkopis funkopis funkcecececece

Motor Mitsubishi GDI pracuje ve dvouzákladních režimech. První režim je tzv.úsporný (Ultra-Lean Combustion Mo-de) a druhý výkonný (Superior Output

Mode). Jak je vidět na obr. 28, nasáva-ný vzduch proudí svisle shora do spa-lovacího prostoru vertikálním sacímkanálem. V úsporném režimu (obr. 29),který je charakteristický běžným měst-ským provozem a jízdou po dálnici, te-dy podmínkami, kdy není potřeba oka-mžitý vysoký výkon motoru, pracujemotor s využitím chudé směsi. Palivoje vstřikováno přímo k prohloubené čás-ti pístu až těsně před zážehem. Směs sitak udrží svoji kompaktní formu těsněpřed zapalovací svíčku a hoří homogen-ním plamenem, přestože je ve skuteč-nosti velmi chudá (až 40 : 1).

Jakmile je dosažen potřebný vyšší vý-kon motoru, řídicí jednotka změníčasování vstřiku a přepne na výkonnýrežim (obr. 30), ve kterém je palivovstřikováno už během sacího zdvihu, připohybu pístu směrem dolu. Palivo je jem-ně rozprášeno a zároveň chladí spalova-cí prostor, čímž se zlepšuje objemováúčinnost (objemová účinnost motoru vy-jadřuje poměr skutečně nasátého obje-mového množství vzduchu k množství,které bylo teoreticky možné nasát).

Kromě těchto základních dvou režimůumožňuje elektronika motoru GDI ještětzv. režim dvoufázového vstřikování. Ten

Obr. 29. Spalovací cyklus při úsporném režimu. Obr. 30. Spalovací cyklus při výkonném režimu.

se používá v případě, že je třeba dosáh-nout vysokého výkonu a velkého točivé-ho momentu při velmi nízkých otáčkách(při startování a rozjíždění se studenýmmotorem). U tohoto režimu je malémnožství paliva vstříknuto v průběhusacího zdvihu a další větší množství přizpětném pohybu pístu těsně před záže-hem. Tak lze dosáhnout kompresního

poměru až 12 : 1, aniž by docházelo k de-tonačnímu spalování projevujícímu seklepáním motoru v tomto zátěžovémrežimu.

Společnost Mitsubishi má na moto-ru GDI přibližně 200 patentově chráně-ných zlepšení.

Mezi základní technické odlišnostioproti klasickému motoru patří svislý sacíkanál, díky němuž lze dosáhnout účin-nějšího plnění válce vzduchem; vysoko-tlaké palivové čerpadlo s pracovním tla-kem 5 MPa, což je hodnota asi 15krát

větší než u klasického zážehového mo-toru; vysokotlaká rozprašovací vstřiko-vací tryska, která mění tvar kužele pali-va podle okamžitého režimu provozu;píst s prohloubenou a rozšířenou částí,která umožňuje směrovat proud směsirovnoběžně s osou válce. Díky tomutouspořádání lze spalovat chudou směsv úsporném režimu provozu.

Emise šEmise šEmise šEmise šEmise škkkkkodlivinodlivinodlivinodlivinodlivin

Díky velkému přebytku vzduchu vy-lučuje motor GDI vyšší množství oxidůdusíku (NOx), které by běžný katalyzá-tor nebyl schopen odbourat. Proto se prozpracování výfukových plynů používáještě přídavný katalyzátor. Technicky jemožno volit mezi dvěma typy – akumu-lačním a selektivně redukčním katalyzá-torem.

Akumulační katalyzátor zachycujez výfukových plynů oxidy dusíku po ur-čitou dobu, po níž musí dojít k jeho „vy-čištění“, tzn. provozu při hodnotě λ = 1.V úsporném režimu se však tímto reži-mem zvyšuje spotřeba paliva. Proto setento typ katalyzátoru u motoru GDIdále nepoužívá.

Selektivně redukční katalyzátor sicenedosahuje tak vysoké úrovně čištěnívýfukových plynů, pracuje však trvalei v úsporném režimu.

V současné době se výrobou mo-torů s přímým vstřikováním benzinuzabývají všechny velké automobilky.Princip jejich činnosti je odvozen odprvního systému – motoru GDI.

PŘI ZPRACOVÁNÍ BYLO POUŽITO

ZAHRANIČNÍCH MATERIÁLŮ.

Obr. 31. Řez motoremMitsubishi GDI.

prak t i c k Á dÍln a - skola-auto.cz · elektronika geometrie vstřikovací systémy...

Documents