Prelegerea 4 EA

7/25/2019 Prelegerea 4 EA

1/16

Electronicpentru Automobile PRELEGEREA 4

1

PPrreelleeggeerreeaannrr..44

CCoonnttrroolluulleelleeccttrroonniiccaallaavvaannssuulluuiiSistemele electronice de aprindere cu distribuitor convenional cu reglaj centrifugal ivacuumatic al avansului, pot asigura numai caracteristici simple de avans la aprindere.Aceste sisteme nu pot acoperi n totalitate cerinele de funcionare ale motoarelor.n cazul controlului electronic, nu se mai utilizeaz regulatorul mecanic al avansului dindistribuitorul de aprindere.Semnalul sub form de impulsuri, folosit pentru declanarea aprinderii, este utilizat casemnal despre turaie. Un sensor de presiune furnizeaz semnalul despre sarcin.Microcomputerul calculeaz timpul pentru avansul la aprindere necesar i modific n modcorespunztor semnalul de ieire ce este furnizat circuitului de aprindere.

AAvvaannssuullllaaaapprriinnddeerreeppooaatteeffiimmaaiibbiinneeaaddaappttaattllaacceerriinneelleevvaarriiaatteeiiiinnddiivviidduuaalleennccaarreeffuunncciioonneeaazzmmoottoorruull;;

DDeevviinnee ppoossiibbiill iinncclluuddeerreeaa uunnoorr ppaarraammeettrrii ssuupplliimmeennttaarrii ppeennttrruu ccrreetteerreeaaaaccuurraatteeeeiiccoonnttrroolluulluuii((ddeeeexxeemmpplluutteemmppeerraattuurraammoottoorruulluuii));;

SSeeaassiigguurroo ccoommppoorrttaarree bbuunn llaa ppoorrnniirree,, ssee mmbbuunntteettee ccoonnttrroolluull rreeggiimmuulluuiiddeemmeerrssnnggoolliiccoonnssuummuullddeebbeennzziinnsseerreedduuccee;;

SSeeppooaatteeeexxttiinnddeeiinntteerrpprreettaarreeaaddaatteelloorrddeeooppeerraarree;;

SSeeppooaatteeiinnttrroodduucceeuunnccoonnttrroolleelleeccttrroonniiccaannttiiddeettoonnaaiiee..

FFuunncciioonnaarree:: Cartograma caracteristic, de tipul celor ce pot fi utilizate pentru controlulelectronic al avansului la aprindere cu sisteme cu microcomputer, are un aspect mult maicomplicat n raport cu cartograma unui sistem de reglare mecanic.Ca semnal de sarcinpentru sistemul de aprindere este folosit semnalul de ieire de la unsensor de depresiune. Acest semnal i turaia motorului se utilizeaz pentru a construi ocaracteristicde aprindere tridimensional. Cartograma face posibil sse controleze cel maibine, n termeni referitori la poluare i consum, unghiul de aprindere pentru fiecare punctturaie-sarcin.n figura 3.20 ase prezinto caracteristic le reglaj al avansului la aprindere cu regulatoaremecanice, iar n figura 3.20 bcartograma corespunztoare pentru un sistem electronic.

Figura 3.20


2/16

PRELEGEREA 4 Electronicpentru Automobile

2

ntreaga cartogramconine n total un numr de 1000 4000 de puncte accesibile separatpentru controlul unghiului de avans la aprindere, funcie de necesiti.Cnd clapeta de acceleraie este nchis, linia inferioara cartogramei este selectatca fiindcaracteristica de mers n gol / mers n gol forat.Pentru turaii sub valoarea dorit de mers n gol, unghiul de aprindere capt avanssuplimentar cu scopul de a stabiliza turaia de mers n gol prin creterea cuplului.Pentru regimul de mers n gol forat, avansul la aprindere este programat pentru a optimizaconinutul gazelor de evacuare i motricitatea ((ddrriivveeaabbiilliittyy)).La sarcinplin, este selectatzona corespunztoare liniei superioare a cartogramei.n acest regim valoarea avansului se programeazla valoarea cea mai favorabil, funcie delimita de detonaie a motorului.Pentru pornire se utilizeaz o curb a unghiului de aprindere ca o funcie de turaia itemperatura motorului, independent de cartograma de aprindere. n acest fel se poateasigura un cuplu mare al motorului n faza de pronire, fra ntmpina vreun cuplu invers.n funcie de diferitele cerine, n sistem se pot utiliza cartograme de diferite complexiti saueste posibil s se asigure numai cteva curbe de programare a avansului la aprindere. Deexemplu, un sistem integrat de control integral al avansului este prevzut n sistemul Bosch

Motronic.

UUnniittaatteeaaddeeccoonnttrroollaallaavvaannssuulluuiillaaaapprriinnddeerreeCircuitul pentru controlul electronic al avansului la aprindere poate fi realizat folosind unmicrocomputer corespunztor.Mrimile de intrare, cum ar fi semnalele de la comutatoare, semnalele sub form deimpulsuri sau de la sensori analogici, sunt furnizate microcomputerului fie direct, fie prinintermediul unui convertor analog digital (figura 3.21).

Figura 3.21

SSeemmnnaallee ddee iinnttrraarree.. Pentru controlul punctului de aprindere se folosesc dou mrimiprincipale: ttuurraaiiaammoottoorruulluuii //ppoozziiiiaauunngghhiiuullaarra arborelui cotit i pprreessiiuunneeaaddiinnggaalleerriiaaddeeaaddmmiissiiee.


3/16


3

TTuurraaiiaammoottoorruulluuiiiippoozziiiiaaaarrbboorreelluuiiccoottiitt..Turaia este msurat, de exemplu, cu ajutorulunui generator inductiv de impulsuri ce sesizeazdinii unei roi dinate speciale montate pevolanta motorului. Ca urmare, datorit modificrii fluxului magnetic, se induce o tensiunealternativ. Tensiunea alternativastfel aprut este evaluatde ctre unitatea electronicde control.Pentru a msura cu precizie poziia arborelui cotit, roata dinatare o pauzce este sesizatde generatorul de impulsuri de tip inductiv. Acest semnal este apoi prelucrat ntr-un circuitspecial. De asemenea este posibil sse msoare turaia motorului i sse obinreferinamotorului folosind un generator Hall n distribuitorul de aprindere.

SSaarrcciinnaa((pprreessiiuunneeaaddiinnggaalleerriiaaddeeaaddmmiissiiee))..Presiunea din galeria de admisie acioneazasupra unui sensor de presiune cu membranprin intermediul unui racord realizat cu un tub.Deplasarea membranei modific poziia unui magnet permanet. Acest fapt are ca rezultatmodificarea cmpului magnetic ce acioneazasupra unui element semiconductor (Hall).Tensiunea Hall de ieire din acest element semiconductor este direct proporional cucmpul magnetic i prin aceasta cu presiunea din galeria de admisie.

TTeemmppeerraattuurraammoottoorruulluuii..Un sensor (rezistiv cu coeficient negativ de temperatur) montatn blocul motor permite msurarea temperaturii lichidului de rcire i furnizarea ctre unitateade control a unui semnal ce corespunde temperaturii motorului.

TTeennssiiuunneeaa bbaatteerriieeii.. Informaia despre tensiunea bateriei este utilizat ca mrime decorecie i valoarea este msuratde ctre unitatea de control.

PPoozziiiiaaccllaappeetteeiiddeeaacccceelleerraaiiee..Cnd motorul este n regim de mers n gol sau la sarcinplin, un ntreruptor al clapetei de acceleraie, montat pe axul clapetei, furnizeaz unsemnal corespunztor.

PPrreelluuccrraarreeaa sseemmnnaalleelloorr..Marimile analogice: pprreessiiuunnee nn ggaalleerriiaa ddee aaddmmiissiiee,, tteemmppeerraattuurraa

mmoottoorruulluuiiiitteennssiiuunneeaabbaatteerriieeiisunt convertite n mrimi numerice cu ajutorul unui ccoonnvveerrttoorraannaalloogg--nnuummeerriicc. TTuurraaiiaa mmoottoorruulluuii,, ppoozziiiiaa aarrbboorreelluuii ccoottiitt ii ppoozziiiiaa ccllaappeetteeii ddee aacccceelleerraaiieesunt mrimi digitale i sunt furnizate directmmiiccrrooccoommppuutteerruulluuii.Microcomputerul prelucreazaceste semnale.Acesta folosete un microcontroler (microprocesor), un ggeenneerraattoorrccuuccuuaarrpentru generareasemnalelor de tact, o memorie programabil ROM i o memorie RAM pentru schimbrirapide de date. Valorile pentru perioadele de aprindere i Dwell sunt actualizate pnla de9300 de ori pe minut. Valorile sunt recalculate n aa fel nct s fie capabile s asigurepunctul optim de aprindere care este mrimea de ieire pentru motor, n orice punct defuncionare.

SSeemmnnaalluullddeeiieeiirreeppeennttrruuaapprriinnddeerree..Circuitul primar al bobinei de inducie este comutat

de un eettaajj ddee ppuutteerree ddee iieeiirree din unitatea electronic de control. Perioada Dwell estecontrolat astfel nct tensiunea secundar rmne virtual constant, fr a depinde deturaia motorului i de tensiunea bateriei.Tensiunea secundarajunge la bujii de la bobina de induc ie prin intermediul unui distribuitorde nalt tensiune. ntruct unitatea electronic de control asigur fixarea avansului laaprindere i declanarea procesului de aprindere, eliminndu-se astfel regulatoarelemecanice care erau plasate n corpul distribuitorului, singura funcie a acestuia este cea de adistribui nalta tensiune la bujii.n prezent existdin ce n ce mai multe sisteme electronice de control integral al aprinderii lacare distribuitorul este de tip cu comutaie staticpe partea de joasa tensiune (12 V), situaien care fiecare bujie are o bobinde inducie proprie. Constructiv, aceste bobine de induciepot fi incluse n fiele de conectare a bujiilor, rezultnd astfel o construcie compact.Algoritmul de stabilire a avansului la aprindere este prezentat n figura 3.22.


4/16


4

Figura 3.22

CCoonnttrroolluulleelleeccttrroonniiccaallddeettoonnaaiieeii

Pentru a reduce consumul de benzin i a asigura un cuplu crescut se poate apela lacreterea raportului de comprimare. Totui, cu ct crete raportul de comprimare, cu att semrete pericolul aprinderii spontane, necontrolate, a amestecului. Apare arderea cudetonaie.Vibraiile emise din camera de ardere sunt msurate cu ajutorul unui sensor, detectate de uncircuit de evaluare i furnizate circuitului de control. n acest caz, unitatea de control ntrziemomentul aprinderii pncnd motorul revine sub limita de detonaie. Se obin urmtoareleavantaje:

LLaaccrreetteerreeaarraappoorrttuulluuiiddeeccoommpprreessiieeccrreetteeccuupplluullmmoottoorriisseerreedduucceennmmooddccoorreessppuunnzzaattoorrccoonnssuummuullssppeecciiffiiccddeeccaarrbbuurraanntt;;

CCaarrttooggrraammaaddeeaapprriinnddeerreeppooaatteeffiiooppttiimmiizzaatt

nnrraappoorrttccuuppuutteerreeaa,,ccoonnssuummuull

ii

eemmiissiiaaddeeggaazzeettooxxiiccee;;

SSiisstteemmuullddeeaapprriinnddeerreeiiaannccoonnssiiddeerraarreennmmooddaauuttoommaattlliimmiittaaddeeddeettoonnaaiieeaammoottoorruulluuii,,ccaaooffuunncciieeddeeccoonnddiiiiiilleeddeeffuunncciioonnaarree;;

CCaalliittiilleeddiiffeerriitteeaalleebbeennzziinneelloorr,,eeffeeccttuullffaaccttoorriilloorrddeemmeeddiiuu((pprreessiiuunnee,,tteemmppeerraattuurr))sseeccoommppeennsseeaazzpprriinnsseelleecciiaaaauuttoommaattaauunngghhiiuulluuiiddeeaapprriinnddeerreeccoorreecctt;;

EElleeccttrroonniiccaammooddeerrnnffaacceeppoossiibbiillsssseerreeaalliizzeezzeeddeetteecciiaaiinnddiivviidduuaallaaddeettoonnaaiieeiinnffiieeccaarreecciilliinnddrruu,,nnlleeggttuurrccuuuunnssiisstteemmaaddeeccvvaattddeeccoonnttrroollaallddeettoonnaaiieeii..

Principiul de funcionare a controlului detonaiei n buclnchisrezulti din figura 3.23.


5/16


5

Figura 3.23

PPrrooiieeccttaarree..Sistemul de control al detonaiei poate fi utilizat ca o unitate separat, de sinestttoare, mpreun cu un sistem electronic de aprindere sau poate fi integrat n modspecific ntr-un sistem complex, sofisticat, cum ar fi Motronic (Bosch).Posibilitatea de a combina aprinderea electronic i controlul detonaiei este o modalitatesemnificativ de sporire a performanelor motoarelor. Pentru controlul detonaiei estenecesar un sensor de detonaie, fixat n blocul motor cu ajutorul unui filet. Sensorul constdintr-un disc piezoceramic, asupra cruia acioneazo masseismic, fixate ntr-o monturdin material plastic. Semnalul de la sensor este utilizat de o unitate electronicde control.Controlul detonaiei poate fi combinat cu urmtoarele alte funcii:

SScchhiimmbbaarreeaaffaaccttoorruulluuiiddeeddoozzaajjpprriinnccoonnttrroolluulliinnjjeecciieeiiddeebbeennzziinniissuupprriimmaarreeaaiinnjjeecc

iieeiinnrreeggiimmuullddeemmeerrssnnggoollffoorr

aatt;;

CCoonnttrroolluullrreecciirrccuullrriiiiggaazzeelloorrddeeeevvaaccuuaarree((ssiisstteemmuullEEGGRR));;

DDiiaaggnnoozz,,rreeccuunnooaatteerreeaaaauuttoommaattaaddeeffeecctteelloorrccuuaajjuuttoorruullmmiiccrrooccoonnttrroolleerruulluuiiiinntteerrnn..

FFuunncciioonnaarree..Limita de detonaie a motorului nu este descrisde o valoare fix, mai mult, eadepinde de diferitele condiii de funcionare. Este ns important sse detecteze limita dedetonaie specificmotorului. Sensorul de detonaie ascult vibraiile provenite de la bloculmotor i convertete aceste vibraii n semnale electrice.Unitatea de control n buclnchisfiltreazi analizeazsemnalul caracteristic detonaiei.Aa cum se prezint n figura 3.24, detecia detonaiei i controlul se realizeaz pentrufiecare cilindru n parte.

Semnalul de detonaie este atribuit cilindrului corespunztor. n acest mod este posibil sseadapteze individual tipul de control folosit pentru fiecare cilindru. Odatce a fost detectatdetonaia, circuitul de control ntrzie imediat punctul de aprindere pentru cilindrulcorespunztor (de exemplu cu 1,5 RAC). Acest proces este repetat pentru fiecare aprinderece urmeazdacsensorul detecteazdin nou detonaie.Procesul este continuat pn cnd sensorul nu mai aude nici o detonaie. Dup acestasistemul de control avanseaz pas cu pas (de exemplu cu 0,15 RAC) spre valoareamemoratpe cartogram, care este mai apropiatde limita de detonaie a motorului.n acest mod se menin optime randamentul motorului i consumul de benzin.Semnalul din circuitul de control declaneaz etajul de ieire pentru aprindere.Un circuit de siguranidentificfuncionarea necorespunztoare i defectele, asigurndu-seastfel faptul cmotorul nu poate fi exploatat n zone n care detonaia reprezint un realpericol.


6/16


6

Figura 3.24

n aceste situaii, punctul de aprindere este ntrziat n mod suficient i se aprindeindicatorulde avarie pe bordul automobilului. Sistemul de control al siguranei are dou circuite: 1 sensorul, adaptorul i circuitul de evaluare i 2 microcomputerul.n figura 3.25 se prezintun detaliu de montare a sensorului de detonaie, iar n figura 3.26 oseciune prin sensor.

11mmaasssseeiissmmiicc

22mmaassiizzoollaanntt

33eelleemmeennttppiieezzoocceerraammiicc

44ccoonnttaaccttee

55tteerrmmiinnaallee

Figura 3.25 Figura 3.26

Acesta este de fapt un sensor de acceleraie de band larg, cu o frecven natural cedepete 25 kHz. Sensorul este ncorporat ntr-o masplasticce asigurizolare termic.Temperatura maximde funcionare permiseste de 130C.n figura 3.27 se aratmodul n care acioneazcontrolul antidetonaie n timpul funcionriimotorului.Imediat ce apare fenomenul de detonaie, unghiul de avans la aprindere este micorat, dar

aproape imediat este mrit din nou, cu pai mai mici, spre valori din zona limitei de detonaiea motorului.


7/16


7

Figura 3.27

Semnalele ce se obin n sistem sunt de tipul celor prezentate n figura 3.28. Sensorulfurnizeaz un semnal c care corespunde curbei de presiune adin cilindru. Semnalul filtrateste de tipul b.

Figura 3.28

aapprreessiiuunneeaanncciilliinnddrruubbsseemmnnaallffiillttrraattccsseemmnnaallddeellaasseennssoorruullddeeddeettoonnaaiiee

44..CCOONNTTRROOLLUULLEELLEECCTTRROONNIICCAALLIINNJJEECCIIEEIIDDEE

BBEENNZZIINNNNMMOOTTOOAARREELLEECCUUAAPPRRIINNDDEERREEPPRRIINNSSCCNNTTEEIIEE

PPrroobblleemmeeggeenneerraalleeaalleeuuttiilliizzrriiiiiinnjjeecciieeiiddeebbeennzziinn

Introducerea injeciei de benzin n motoarele cu aprindere prin scnteie a urmrit, cuprecdere, mbuntirea performanelor de putere i de consum, limitate de modul deformare a amestecului i de umplerea cilindrilor mai puin eficiente la motoarele cucarburator. Ulterior, restriciile privind poluarea mediului de ctre motoarele cu aprindere prin

scnteie au pus n valoare o particularitate a injeciei de benzin: reducerea emisiilorpoluante din gazele de evacuare.


8/16


9/16


9

Pentru realizarea unui sistem de injecie de benzinse utilizeazelemente constructive detip mecanic, electric, electromecanic i electronic.Primele sisteme de injecie utilizau elemente de control de tip mecanic, n timp ce n ultimavreme s-au impus sistemele electronice.

SSiisstteemmeeddeeffoorrmmaarreeaaaammeesstteeccuulluuii

Funcia carburatorului sau a sistemului de injecie este de a alimenta motorul cu un amestecaer-benzinoptim pentru condiiile instantanee de funcionare. Injecia de benzinreprezintmetoda preferatdatoritavantajelor pe care aceasta le asigur n domeniul economicitii,performanelor, motricitii i nivelului sczut al noxelor.Injecia de benzinpoate fi folositcu o precizie extrema dozajului, alimentnd motorul cucantitatea de benzincorectpentru condiiile de funcionare i de sarcindate, asigurnd nacelai timp nivele minime pentru noxele din evacuare. Compoziia amestecului estecontrolatpentru a menine emisiile toxice la nivel sczut.IInnjjeecciiaa ddeebbeennzziinnmmuullttiippuunncctt.. Injecia multipunct asigur condiiile iniiale ideale pentru

atingerea acestor obiective. Sistemul de injecie multipunct folosete cte un injector separatpentru a injecta benzina n poarta supapei de admisie a fiecrui cilindru. Principiul injecieimultipunct este prezentat n figura 4.1.

11bbeennzziinn

22--aaeerr

33--ccllaappeettaaddeeaacccceelleerraaiiee

44--ggaalleerriieeddeeaaddmmiissiiee

55--iinnjjeeccttooaarree

66--mmoottoorr

IInnjjeecciiaa mmoonnooppuunncctt.. Injecia de benzinmonopunct descrie un sistem unitar de injecie debenzin cu control electronic folosind un singurinjector electro-magnetic plasat n imediatavecintate a clapetei de acceleraie. Sistemul aasigurat o modalitate comod de trecere aalimentrii unui tip de motor dat de la carburator lainjecie frprea multe transformri constructive (nspecial n ceea ce privete galeria de admisie icorpul clapetei de acceleraie). Principiul injecieimonopunct rezultdin figura 4.2.

11--bbeennzziinn22--aaeerr33--ccllaappeettaaddeeaacccceelleerraaiiee

44--ggaalleerriieeddeeaaddmmiissiiee55--iinnjjeeccttoorr66--mmoottoorr

Figura 3.28

Figura 3.29


10/16


10

AAssppeecctteeaalleeuuttiilliizzrriiiiiinnjjeecciieeiieelleeccttrroonniicceeddeebbeennzziinn

Echipamentele electronice de injecie sunt acele echipamente de injecie la care, pentrurealizarea funciilor de alimentare: dozaj, corecii, etc., electronica intervine cu un anumit

grad de participare. Elementele de bazutilizate n acest sens sunt: uunniittiilleeeelleeccttrroonniicceeddeeccoommaannddiiccoonnttrrooll((nnpprreezzeennttccuummiiccrrooccoonnttrroolleerree));;

ttrraadduuccttooaarreeddeemmssuurraarree;;

eelleemmeenntteeddeeeexxeeccuuiiee((cceettrraannssffoorrmmsseemmnnaalleelleeeelleeccttrriicceennmmrriimmiimmeeccaanniiccee))..

Dozarea combustibilului la sisteme mai vechi era realizat la admisia acestuia n pompa debenzin sau la refulare. n ambele cazuri a fost posibil participarea electronicii, fie prinacionarea unei electrovalve, fie acionnd cremaliera pompei de injecie. n cazul utilizriiinjectoarelor electromagnetice, dozarea se face prin reglarea timpului de deschidere aacestora, controlnd durata semnalului electric emis de unitatea electronic.Declanarea injeciei, precum i precizarea momentului producerii acesteia pe ciclu pot fi

uor comandate electronic, asigurndu-se i o precizie ridicat. n acest scop se utilizeazsemnale electrice de declanare, emise de sensori speciali sau de ntreruptoare acionatede came speciale, n corelaie cu turaia i ordinea la aprindere a motorului. De asemenea,semnalele de declanare pot fi livrate de unitatea electronic, dupun program special.Introducerea combustibilului n cilindrul motorului sau n colectorul de admisie se preteaz, ncazul utilizrii injectoarelor electromagnetice, la comandi control electronic.n sfrit, distribuia uniforma combustibilului ntre cilindrii motorului, legatde funciile dedozare i introducere a combustibilului n motor, se preteaz cu uurin la controlulelectronic.Avantaje suplimentare ale injeciei de benzin rezult i din faptul c se pot introduce unnumr nsemnat de mrimi de corecie pentru toate regimurile de funcionare ale motorului.n Europa primul echipament electronic de injecie a fost produs n anul 1967 i montat pe un

motor VW de 1,6 litri cu 4 cilindri. Dupzece ani circulau deja peste un milion de autoturismeechipate cu injecie de tip K sau L Jetronic (Bosch). Injec ia de benzin devenise onecesitate, n conjunctura n care se cerea un automobil economic i nepoluant.Principala sarcina echipamentului electronic de injecie constn realizarea dozajului optimpentru fiecare regim de funcionare a motorului. Rezolvarea problemei ntmpindificultideosebite din punct de vedere tehnic. Pentru aceasta se recurege la msuri ce permitexprimarea unor dependene cunoscute ntre cantitile de aer i de benzini o serie deparametri ai motorului (depresiunea din colectorul de admisie, turaia, poziia obturatorului,etc.).Cantitatea de aer aspiratde motor poate fi exprimatn funcie de parametrii menionai. Laexprimarea cantitii de benzin n funcie de aceti parametri trebuie inut seama depresiunea de injecie, seciunea de curgere prin injector i durata injeciei.Pentru valori constante ale presiunii i seciunii de curgere prin injector, modificarea cantitiide benzininjectatpe ciclu, n concordancu regimul de funcionare a motorului, se poaterealiza prin modificarea duratei injeciei. Partea electronicde comanda echipamentelor deinjecie asigur modificarea timpului de deschidere a injectorului fr dificultate i cusuficientprecizie.

SSttrruuccttuurraassiisstteemmeelloorrddeeiinnjjeecciieeeelleeccttrroonniiccddeebbeennzziinn

Structura unui echipament electronic de injecie este prezentatn figura 4.3.O pomp de alimentare aspir benzina din rezervor i o refuleaz ctre injectoarele

electromagnetice.


11/16


11

Figura 4.3

Presiunea benzinei n amontele injectoarelor este meninut constant cu ajutorul unuiregulator de presiune care permite returnarea ctre rezervor a surplusului de benzin.Injectoarele electromagnetice, asociate fiecrui cilindru al motorului, sunt deschise o datpeciclu (la o rotaie a axului cu came) prin impulsuri provenite de la unitatea electronic de

comand.Durata impulsurilor de comand depinde de ssaarrcciinnaa mmoottoorruulluuii (exprimat ntr-una dinmodalitile menionate anterior), ttuurraaiiee, precum i de o serie de mmrriimmiiddeeccoorreecciiee.Mrimile necesare sunt msurate cu ajutorul unor traductoare adecvate, fiind transmiseunitii electronice de comandsub formde semnale electrice.Majoritatea instalaiilor de alimentare prin injecie de benzin cu comand electronic sedatoreazfirmei Bosch, care a dezvoltat seria Jetronic.n figura 4.4 se prezint, la nivel de schembloc, concepia de baza acestor echipamente,aa cum a rezultat din instalaia dezvoltatiniial de firma Bosch.

Figura 4.4

Instalaia este de tipul cu injecie intermitent n galeria de admisie, cu distribuia jetului npoarta supapei de admisie. Fiecrui cilindru al motorului i este asociat cte un iinnjjeeccttoorreelleeccttrroommaaggnneettiicc5, alimentat cu benzincu ajutorul ppoommppeeiiddeeaalliimmeennttaarree3.


12/16


12

Presiunea benzinei n avalul pompei de alimentare este meninut riguros constant prinintermediul rreegguullaattoorruulluuiiddeepprreessiiuunnee4.Presiunea are o valoare de 2 daN/cm2, rezultatca fiind un compromis ntre necesitatea deformare a unui amestec calitativ superior i complexitatea elementelor componente aleinstalaiei de alimentare care concur la vehicularea benzinei la presiunea de injecie

menionat.Reglarea cantitii de benzin, n concordancu regimul de funcionare a motorului, se faceprin modificarea corespunztoare a duratei de deschidere a injectoarelor electromagnetice,utiliznd uunniittaatteeaaeelleeccttrroonniiccddeeccoommaanndd12.Pentru reducerea costului prii electronice, injectoarele electromagnetice se pot cupla ngrupe de cte dou(la motoare cu 4 cilindri) sau cte trei (la motoare cu 6 cilindri).Informaiile cu privire la regimul de funcionare a motorului sunt introduse n blocul electronicde comandde ctre nnttrreerruuppttoorruulloobbttuurraattoorruulluuii8, nnttrreerruuppttoorruullmmaannoommeettrriicc9, ttrraadduuccttoorruullddeepprreessiiuunnee10i ttrraadduuccttooaarreelleeddeetteemmppeerraattuurr14.Informaiile cu privire la turaia motorului sunt transmise blocurilor de comand prinintermediul frecvenei impulsurilor de declanare emise de ddeeccllaannaattoorruull ddee iimmppuullssuurrii ddiinnddiissttrriibbuuiittoorruull 11.

n urma prelucrrii acestor informaii, n unitatea electronicde comandse stabilete, princomparaie cu informaiile memorate, durata de deschidere a injectoarelor electromagneticei deci cantitatea de benzininjectatpe ciclu la regimul de funcionare respectiv.Acest fapt este posibil prin aceea c, pentru orice tip de motor, n unitatea electronicsuntmemorate informaiile cu privire la dependena dintre cantitatea de benzininjectatpe ciclula fiecare regim de funcionare i timpul de deschidere a injectorului. Dependena sestabilete anticipat, la standul de probe, folosind uniti de comandcontrolate manual, dupcriterii cum ar fi: consumul specific efectiv minim, moment motor maxim i emisii poluanteminime.Valorile astfel determinate sunt memorate de unitatea electronic a echipamentului deinjecie sub formde tabele sau curbe de variaie a timpului de deschidere a injectorului nfuncie de turaie i sarcin(determinatfie prin depresiunea n galeria de admisie, fie prin

poziia unghiulara obturatorului).n figura 4.5 se prezintforma acestor curbe de dependen.

Figura 4.5

Din forma acestor curbe rezult c traductoarele utilizate trebuie s fie de o preciziedeosebit.Pentru regimurile de funcionare care nu pot fi cuprinse n caracteristici de tipul celor dinfigura 4.5, sunt prevzute anumite dispozitive de corecie. Astfel, pentru mbogireaamestecului la sarcin plin, se prevede msurarea depresiunii n galeria de admisie cuajutorulnnttrreerruuppttoorruulluuiimmaannoommeettrriicc9.

Pentru ntreruperea alimentrii cu benzinla regimurile de funcionare din zona regimului demers n gol este introdus nnttrreerruuppttoorruull 8. Pentru pornirea motorului la rece se folosete untraductor de temperaturcare permite corectarea amestecului n sensul mbogirii acestuia.


13/16


13

Dezvoltarea n continuare a echipamentelor de injecie a fost facilitat de dezvoltareatehnologiilor din domeniul electronicii i impus de cerinele concrete n legtur cuconsumul specific efectiv de combustibil i emisiile poluante din gazele de evacuare cerutede beneficiarii motoarelor echipate cu injecie electronic de benzin. Au aprut astfelechipamente de injecie relativ simple, la care formarea amestecului aer-benzineste reunitntr-un ansamblu unic, montat pe colectorul de admisie (Mono-Jetronic), dar i sofisticate,care combininjecia electroniccu controlul electronic al aprinderii (Motronic).

SSiisstteemmuullddeeaalliimmeennttaarreeccuuaaeerr

Amestecul ars n motor este format din aer i benzin. Perfomanele unui motor vor depindedeci de modul n care sunt controlate cele doucomponente ale amestecului. n continuarese vor prezenta cteva probleme specifice legate de alimentarea cu aer.

FFiillttrreeddeeaaeerrFiltrul de aer ajutla reducerea uzurii motorului prin prevenirea aspirrii n motor a aerului

ncrcat cu praf. Pe drumuri pavate coninutul mediu de praf este de aproximativ 1 mg/m3,iar pe drumuri nepavate i n zonele aflate n construcie poate atinge valori ridicate de pnla 40 mg/m3. Aceasta nseamncfuncie de condiiile de drum i de funcionare, un motorde capacitate cilindricmedie poate aspira pnla 50 g de praf la 1000 km.Pentru autoturisme se folosesc elemente filtrante din hrtie ntroduse n corpuri adecvateplasate central sau pe arip. n afarde filtrarea aerului n admisie, aceste ansambluri suntfolosite pentru prenclzirea i reglarea temperaturii aerului i pentru a atenua zgomotul deadmisie. Reglarea temperaturii aerului ajut la un rspuns lin al motorului i afecteaz deasemenea compoziia gazelor de evacuare. Se pot folosi temperaturi diferite ale aeruluipentru funcionare la sarcini pariale sau la sarcinplin.Admisia de aer cald este plasat n contact cu sistemul de evacuare. Pentru a doza

cantitatea de aer cald de la aceastsurscu aerul proaspt mai rece din curentul de admisiese folosete un mecanism cu volet. Mecanismul regulator este n mod uzual de tip automat ieste controlat fie de un dispozitiv de acionare cu vacuum conectat la galeria de admisie, fiede un element cu expansiune. O temperatur controlat a aerului din admisie (i astfelconstant) contribuie la un management mai bun al benzinei i mbuntete distribuiaamestecului aer-benzin, cu avantaje n ceea ce privete puterea, economia de benzininoxele de evacuare.

CCoommpprreessooaarreeddeessuupprraaaalliimmeennttaarree

PPrroocceesseeddeessuupprraaaalliimmeennttaarree..Puterea motorului este direct proporionalcu masa de aerpompatprin el. Masa de aer este la rndul su o funcie de densitatea sa. Prin urmare este

posibil sse creascputerea prin comprimarea aerului de ncrcare nainte ca el sintre ncilindru. Factorul de amplificare (boost ratio)reprezintcreterea densitii n comparaie cumotorul cu aspiraie natural. Acesta depinde de sistemul folosit (raportul de comprimareobtenabil) i pentru o cretere specificdat se obine un maxim atunci cnd temperaturaaerului comprimat nu crete sau este adus la temperatura iniial folosind rcireintermediar (intercooling). La motoarele cu aprindere prin scnteie, amplificarea maximeste definit de limita de detonaie a motorului. Din aceast cauz motoarele cusupraalimentare (cu turbocompresoare) sunt caracterizate de un raport de comprimare(volumetric) mai mic dect motoarele corespunztoare cu aspiraie natural.

RRcciittooaarreeiinntteerrmmeeddiiaarree((iinntteerrccoooolleerrss))..Prin rcirea aerului comprimat se reduce solicitareatermica motorului, simultan cu reducerea temperaturii gazelor de evacuare, a emisiilor deNOxi a consumului de benzin. De asemenea crete rezistena la detonaie a motoarelorcu aprindere prin scnteie. Rcitoarele intermediare pot folosi fie aerul atmosferic, fie lichidul


14/16


14

de rcire al motorului pentru a ndeprta cldura din masa de ncrcare, funcie de tipul deproiectare. Rcitoarele intermediare aer - aer sunt cele mai folosite pentru autoturisme ivehicule comerciale.

SSuupprraaaalliimmeennttaarreeddiinnaammiicc.. Cel mai simplu tip de supraalimentare exploateaz rspunsuldinamic intrinsec al ncrcrii admisiei. Urmtoarele sisteme folosesc aceste caracteristicidinamice n galerii de admisie proiectate pentru a obine un efect de amplificare n admisieprin:

ssuupprraaaalliimmeennttaarreeccuueeffeeccttddeepprreessiiuunneeddiinnaammiicc;;

ddiippoozziittiivveeccuuaaddmmiissiieeaaccoorrddaatt((rreezzoonnaann))..

Ambele tipuri pot fi folosite n combinaie cu galerii de admisie cu configuraie variabil, aacum se prezintnfigura 4.6.

11--ccaammeerrrreezzoonnaannttII

22--ddiissppoozziittiivvddeerreeggllaajj

33--ccaammeerrrreezzoonnaannttIIII

CCoommpprreessooaarreemmeeccaanniiccee..Puterea de antrenare a compresorului mecanic este asiguratdemotor prin intermediul unui cuplaj fralunecare (cuplaj mecanic ntre motor i compresor).Compresorul de supraalimentare funcioneazn mod obinuit la un raport fix referit la turaiamotorului. Pentru un control selectiv al operaiei de supraalimentare se folosesc adeseaambreiaje mecanice sau electromagnetice.Pentru ca un compresor de supraalimentare s fie potrivit pentru utilizare pe automobil,atunci trebuie s furnizeze aer ntr-o cantitate caracterizat printr-o relaie fix, liniar nraport cu propria vitezde rotaie. Ca urmare, sunt folosite pompele volumetrice (de refulare)folosind configuraii cu piston, rotor cu palete, tip G sau Roots. Turbocompresoarelecentrifugale nu sunt potrivite n aceste aplicaii.

TTuurrbbooccoommpprreessooaarreeccuuggaazzeeddeeeevvaaccuuaarree..Turbocompresorul extrage energia de acionarea compresorului din curentul gazelor de evacuare (cuplaj hidrodinamic ntre motor i

compresor). Aceastsoluie exploateazenergia de expansiune, care n cazul motorelor cuaspiraie naturalrmne neutilizat. n acelai timp, turbocompresorul creazo presiune deieire mai mare n propria sa sursde alimentare - gazele de evacuare - atunci cnd acesteaies din motor. n motoarele actuale cu turbocompresor o turbin antrenat de gazele deevacuare convertete energia din gazele de evacuare n energie mecanic, fcnd posibilfolosirea unui turbocompresor dinamic (rotor cu pale) pentru a comprima aerul din admisie.

SSuupprraaaalliimmeennttaarreeccuuuunndd ddeepprreessiiuunnee.. n acest caz se folosete schimbarea direct deenergie ntre gazele de evacuare i aerul din admisie pentru a-l comprima pe acesta dinurm(cuplaj fizic i hidrodinamic). Conceptul exploateazdiferena ntre vitezele moleculelorde gaz i undele de presiune precum i proprietile lor de reflexie. Avantajele de principiupentru supraalimentarea cu und de presiune sunt rspunsul rapid pe durata tranziiilor

sarcinii i rapoartele de compresie ridicate la turaii reduse ale motorului.

Figura 4.6


15/16


15

CCoonnttrroolluullaaeerruulluuiiddiinnaaddmmiissiiee

Sistemul electronic de management al motorului monitorizeaz toate datele de funcionareeseniale pentru funciile sale primare (formarea amestecului i aprinderea). Respectiveledate sunt disponible pentru integrare n sisteme de control intensificat. Astfel de sistemeasigurexploatarea optima dispozitivelor de supraalimentare descrise anterior, n timp cese realizeaz i alte numeroase funcii. Sisteme ce au fost iniial independente, cum ar fiinjecia de benzin i aprinderea, devin componente integrale ntr-un sistem extins demanagement al motorului ce asigurnivele de integrare mai nalte ale sistemului. Cele maiimportante dintre aceste funcii integrate vor fi descrise n continuare.

CCoonnttrroolluulleelleeccttrroonniiccaallmmeerrssuulluuiinnggooll

Curentul aerului din admisie, factorul excesului de aer i momentul aprinderii afecteazturaia de mers n gol a motorului. Turaia de mers n gol poate fi reglatprin modificareacantitii de aer (modificarea ncrcrii) i/sau momentului aprinderii (reglarea aprinderii).Reglarea turaiei de mers n gol prin modificarea ncrcrii cilindrilor (controlul mersului n

gol, reglarea aerului) este o metodeficienti este acceptatca standard.Dispozitivele de control sunt proiectate astfel nct sasigure turaii de mers n gol stabile,de valori minime, pentru a asigura emisii toxice minime i a intensifica economia de benzinpe toatdurata de utilizare a vehiculului (sisteme frntreinere).Sensorii monitorizeazturaia motorului, temperatura lichidului de rcire i poziia clapetei deacceleraie. Sistemul poate de asemenea smonitorizeze sarcinile impuse de o serie dedispozitive, cum ar fi transmisia automat, aerul condiionat, servodirecia i influenele altormrimi. Se transmite un semnal spre dispozitivul de control al turaiei de mers n gol, careregleaz turaia de mers n gol la valoarea doritprin creterea sau scderea debitului deaer.

CCoonnttrroolluulleelleeccttrroonniiccaallccllaappeetteeiiddeeaacccceelleerraaiiee((EETTCC))

Controlul electronic al clapetei de acceleraie (ETC = Electronic Throttle Control "E gas","drive-by-wire) reprezint o dezvoltare ce pleac de la sistemele de antrenare mecaniceconvenionale ce folosesc prghii i cabluri pentru a controla poziia clapetei de acceleraie.Controlul electronic folosete o unitate electronicde control i un motor electric. n acest felsistemul este capabil s controleze poziia clapetei de acceleraie n concordan cu omultiudine de parametri funcionali i poate de asemenea sasume unele funcii, cum ar fireducerea cuplului pentru controlul electronic al traciunii (ASR).Principiul de funcionare se prezintnfigura 4.7.

11--ppeeddaallddeeaacccceelleerraaiiee

22--sseennssoorrddeeppoozziiiieeccllaappeettddeeaacccceelleerraaiiee

33--uunniittaatteeeelleeccttrroonniiccddeeccoonnttrroollccuu::33aa--mmiiccrrooccoommppuutteerr33bb--mmaaggiissttrraall

44--ddiissppoozziittiivvddeeaacciioonnaarreeccllaappeett

Figura 4.7


16/16


16

Un sseennssoorrddeeddeeppllaassaarree2urmrete poziia ppeeddaalleeiiddeeaacccceelleerraaiiee1i transmite un semnalcorespunztor la uunniittaatteeaaeelleeccttrroonniiccddeeccoonnttrrooll3.Unitatea electronic de control 3 folosete de asemenea i semnale de la alte surse (deexemplu ASR, managementul motorului) pentru procesarea semnalului de la sensorul dedeplasare 2ca baz pentru semnalul de control al dispozitivului de acionare a ccllaappeetteeiiddeeaacccceelleerraaiiee4.Un poteniometru amplasat n interiorul dispozitivului de acionare a clapetei de acceleraie 4asigurnchiderea buclei de reacie pentru unitatea electronicde control. n acest fel esteposibil s se aplice un control n bucl nchis al poziiei pentru a asigura un reglaj deprecizie al unghiului clapetei de acceleraie.Unitatea electronicde control supravegheazn permanentoate componentele pentru ase asigura c sistemul funcioneaz corect. Se folosesc sensori duali i dou circuite deprocesare. Redundana sistemului faciliteaz comparaii ale semnalelor necesare pentruverificri suplimentare ale sistemului.n completarea acestor sisteme la care legtura ntre pedala de acceleraie i dispozitivul deacionare este exclusiv electric, existde asemenea configuraii n care este prevzut unelement de antrenare suplimentar (cum ar fi un cablu) ca mecanism de rezerv, ceea ce

permite funcionarea vehiculului n ipoteza n care un defect ar decupla dispozitivul deantrenare.ntruct controleazn mod electronic clapeta de acceleraie, sistemul (ETC) poate spreiadiferite alte funcii ce mbuntesc sigurana n conducere, comoditatea i asigur oeficien mai mare pentru managementul motorului. Elementele de siguran includ attsistemul ASR (controlul traciunii) ct i controlul cuplului de frnare (MSR), ce folosescdeschideri programate ale clapetei de acceleraie pentru a reduce frna de motor la nivelenecritice i a preveni astfel pierderea traciunii pe roile de antrenare.Elementele de confort i comoditate se refer la controlul regimului de croazier i laopiunea de a utiliza sistemul ETC pentru un rspuns tranzitoriu mai lin pe durataacceleraiilor i deceleraiilor brute.

Prelegerea 4 EA

Documents