AutoPlus

Mr_Mar

Każdy silnik spalinowy do prawidłowej pracy potrzebuje paliwa, które musi zostać dostarczone. Dostarczeniem paliwa i przygotowaniem mieszanki paliwowo-powietrzenej o odpowiednim stosunku 14,75kg powietrza do 1kg paliwa, odpowiedzialny jest układ zasilania. Na początku rozwoju motoryzacji w silnikach spalinowych ówczesnych pojazdów występował wielopunktowy wtrysk paliwa. Jednak spore trudność w sterowaniu jego pracą sprawiły, że został on zastąpiony na długie lata, prostszym w budowie i sterowaniu gaźnikiem. Jednak w latach 60-tych najpierw w USA potem na początku lat 70-tych w Europie zaczęły się pojawiać układy wtrysków benzyny.
Każdy układ zasilania niezależnie od rodzaju posiada: zbiornika paliwa, przewody i filtry paliwowe i powietrzne, pompę paliwa oraz urządzenie mieszające w odpowiedniej proporcji paliwo z powietrzem. W gaźnikowym układzie zasilania paliwo jest tłoczone przy pomocy różnego rodzaju pomp przewodami do gaźnika, a konkretnie do jego komory pływakowej. W komorze tej jest stały poziom paliwa, który zapewnia stałe ciśnienie w dyszy wylotowej gaźnika. Jednakowy poziom paliwa w komorze pływakowej uzyskuje się dzięki pływakowi, który otwiera lub zamyka zworek sterujący dopływem paliwa do samej komory. Gdy poziom spadnie pływak opada i zaworek jest otwarty. Komora pływakowa jest połączona z gardzielem gaźnika przy pomocy dyszy wylotowej, przez którą rozpylane jest paliwo. W gardzieli gaźnika paliwo miesza się z powietrzem. Ilość paliwa rozpylanego przez dyszę wylotową zależy od podciśnienia powietrza jakie panuje w gardzieli gaźnika. Poniżej dyszy wylotowej jest umieszczona przepustnica, która steruje dopływem mieszanki do cylindrów. Jednak w układzie zasilania, niezbędne staje się również urządzenie, które odpowiedzialne jest za regulację biegu jałowego oraz wspomagające rozruch zimnego silnika. Do regulacji biegu jałowego silnika stosowana jest dodatkowa dysza, połączona z komorą pływakową. Dysza ta znajduje się poniżej przepustnicy. Natomiast jeśli chodzi o urządzenie rozruchowe zimnego silnika, stosuje się tutaj drugą przepustnicę nad dyszą wylotową. Włączenie tego urządzenie powoduje zamknięcie tej dodatkowej przepustnicy i dostarczenie mniejszej ilości powietrza do silnika. Rozwinięciem gaźnikowego układu zasilania jest wtrysk jednopunktowy. W samym urządzeniu mieszającym powietrze z paliwem różnica, polega na zastosowaniu wtryskiwacza, który rozpyla dokładną ilość powietrza i nie jest on sterowany podciśnieniem jak dysza w gaźniku.
[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]

Układy wtrysku benzyny.
Jak wspomniałem wyżej dzisiaj stosuje się już wtryskowe układy zasilania. Mogą one być jednopunktowe, przypominające swą budową system gaźnikowy. W tego typu wtrysku benzyny urządzenie dawkuje paliwa na kolektor ssący przed przepustnicą. Jednak znacznie częściej spotykamy układy wielopunktowego wtrysku paliwa, w którym paliwo jest dostarczane osobno dla każdego z cylindrów. W takim przypadku może to być układ pośredniego wtrysku, paliwo wtryskiwane jest przed zawór ssący lub układ bezpośredniego wtrysku, gdzie paliwo jest dostarczane bezpośrednio do komory spalania.
Jak napisałem we wstępie układy wtryskowe przeżyły swój renesans w latach 60-tych i 70-tych. Wówczas pojawiły się układy oparte na mechanicznej zasadzie działania. W mechanicznym wtrysku K-Jetronic stosowana była elektryczna pompa paliwa, dostarczające je ze zbiornika do urządzenia akumulacyjnego, które zapewniało stabilną pracę podczas nagłych przyspieszeń (zapewniało pewien zapas paliwa). Z owego zbiornika akumulacyjnego paliwo zostawało podane do rozdzielacza paliwa skąd trafiało do wtryskiwaczy, które otwierały się pod wpływem ciśnienia paliwa. Sterowaniem ilością wtryskiwanego paliwa zajmował się rozdzielacz, na podstawie ilości przepływającego powietrza. Do pomiaru ilości zassanego powietrza służył przepływomierz, który posiadał odchylaną tarczę spiętrzającą. Tarcza przesuwała się wraz ze wzrostem wielkości przypływającego powietrza.
Również tutaj zachodziła konieczność występowania dodatkowego urządzenia rozruchowego, które przybierało postać dodatkowego wtryskiwacza, sterowanego termiczno-czasowym wyłącznikiem (jego zasada jest podobna do działania termostatu w żelazku).
Układ mechanicznego wtrysku paliwa stosowany był w takich autach jak: Ford Capri 2,8 V6 oraz Volkswagen Golf I GTI.
[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]

System K-Jetronic potem przerodził się w mechaniczno-elektroniczny układ wtrysku nazwany KE-Jetronic. Był on w zasadzie zbudowany tak samo jak typowo mechaniczny wtrysk. Jedyną różnicą było to, że w KE-Jetronic przepływomierz powietrza, również z tarczą spiętrzającą, był połączony z elektronicznym sterownikiem, który to z kolei sterował rozdzielaczem wtrysku. Ruch tarczy spiętrzającej był zamienia na sygnał elektroniczny przy pomocy połączonego z nią potencjometra, którego wychylenie informowało ile powietrza zostało zassane do silnika. Otwieranie wtryskiwaczy było dalej identyczne z tym, które znamy z układu mechanicznego, czyli przy pomocy ciśnienia paliwa. Dodatkowo w tym układzie sterownie rozdzielacza pochodziło nie tylko od ilości zasysanego powietrza ale również, od czujnika temperatury, sondy lambda oraz czujnika prędkości obrotowej.
Układ taki spotykamy w autach Audi 80 z silnikami 1,8 oraz 2,3; Mercedesie W123 2,3 i innych
[link widoczny dla zalogowanych]

Ostatnim rodzajem wtrysku jest wielopunktowy wtrysk elektroniczny L-Jetronic lub LH-Jetronc, zwany inaczej Motrnic. Tu również budowa jest zbliżona do opisanych wcześniej układów jednak między poszczególnymi elementami nie występuje połączenie mechaniczne. Występują to elektromagnetyczne wtryskiwacze, sterowane jedynie jednostką centralną. Ilość wtryskiwanego paliwa jest dobierana na podstawie pomiaru objętości zasysanego powietrza oraz informacji z czujników prędkości obrotowej i położenia wału korbowego oraz czujnika podciśnienia w kolektorze ssacym. Tu z pomocą przychodzi nam również przepływomierz powietrza, który jednak nie posiada w swej konstrukcji już tarczy spiętrzającej. Obecnie stosowane są masowe przepływomierze powietrza z tzw. drutem grzanym (układ LH-Jetronic). W tego typu przepływomierzach pomiar ilości powietrza polegał na mianie temperatury umieszczonego wewnątrz urządzenia drutu. Drut ten nagrzewał się do stałej temperatury, która ulegała zmianie wraz ze wzrostem ilości zasysanego powietrza. Zmiana temperatury samego drutu towarzyszyła zmiana jego oporności, która informowała jednostkę sterującą o masie zassanego powietrza. Dodatkowo z takimi układami wtrysku współpracuje trójdrożny katalizatora z dwustanową sondą lambda.
Wspomnę jeszcze, że również i w tym rodzaju wtrysku zachodzi konieczność stosowania dodatkowych urządzeń rozruchowych, które informację o potrzebie ich uruchomienia otrzymują za pośrednictwem jednostki sterującej z czujnika temperatury. Mogą one przybrać postać dodatkowego wtryskiwacza lub modyfikacji czasu otwarcia wtryskiwacza roboczego.
W każdym rodzaju zasilania wymagane jest również urządzenie, które reguluje prędkość obrotową biegu jałowego. W układach wtryskowych spotyka się silniki krokowe lub elektronicznie sterowane zawory. Regulacja biegu jałowego przybiera postać kanału bocznikowego omijającego przepustnicę.
[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]
[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]

[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]
Co warto jeszcze wiedzieć?
Dlaczego zachodzi konieczność stosowania urządzeń rozruchowych?
W chwili gdy uruchamiamy zimny silnik, którego temperatura cieczy wynosi mniej jak 50 stopni Celsjusza, na ściankach jego cylindrów zachodzi zjawisko kondensacji benzyny. Wiemy, że sama benzyna jest niepalna, zapaleniu ulegają jej pary. Tak więc osadzone kropelki benzyny powodują zubożenie mieszanki. Przypomnę tylko, że do prawidłowej pracy w normalnym silniku potrzebna jest stały stosunek powietrza do paliwa (14,7:1). Aby ułatwić taki rozruch konieczne staje się wzbogacenie mieszanki. Uzyskuje się to albo zmniejszając ilość powietrza lub zwiększając ilość paliwa.
Co to jest sonda lambda? Do czego służy? Sonda lambda ma za zadanie utrzymać stały stosunek stechiometryczny powietrza do paliwa (14,7:1). Jest to tzw. czujnik tlenu. Jej zasada działania polega na pomiarze ilości tlenu zawartego w spalinach, a dokładniej rzecz ujmując ujemnie naładowanych jonów tego powietrza. Sonda przekazuje do sterownika jedynie dwa sygnały „za mało” oraz „za dużo”. Gdy stwierdzi, że powietrza jest za mało, sterownik skoryguje ilość wtryskiwanego paliwa. Należy tu pamiętać, że praca katalizatora jest najskuteczniejsza gdy współczynnik lambda jest równy 1, wówczas mamy najmniejszą emisję tlenku węgla, węglowodorów i tlenków azotu.
[link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych] [link widoczny dla zalogowanych]
Co to jest współczynnik lambda? Jest to współczynnik określający stosunek powietrza do paliwa. Gdy jest on stechiometryczny wynoszący 14,7:1 wówczas stosunek lambda wynosi 1. Jeżeli paliwa jest mniej, mówimy wówczas o mieszance ubogiej a jej stosunek lambda jest wyższy od 1 i na odwrót. W praktyce stosowany jest przedział lambda od 0,9 do 1,1.
Dlaczego zaniechano stosowania gaźników?
Ponieważ w układzie gaźnikowym problemem stało się precyzyjne dawkowanie paliwa i jego rozdział na poszczególne cylindry.
Parę pytań do was. Postarajcie się odpowiedzieć na nie. Nie jest, aż tak bardzo ważne czy odpowiecie dobrze czy źle.
1)Jaki wybralibyście rodzaj wtrysku? Pośredni czy bezpośredni? Odpowiedź uzasadnij.
2)Jakie składniki spalin i do czego redukuje katalizator trójdrożny?
3)W jakim celu stosuje się w układzie zasilania filtr powietrza?
4)Ile może być sond lambda?
5)Na czym polega różnica w elektronicznym układzie L-Jetronic i LH-Jetronic?
6)Dlaczego zaniechano stosowania gaźników?
7)Co zapewnia utrzymanie stałego poziomu paliwa w komorze pływakowej gaźnika?
8)Na czym polega opadowy system zasilania silnika? (Podpowiem, że taki np. był w Trabancie)
9)Od jakich składników zależy czas otwarcia wtryskiwaczy?

p.s Prosze o jakieś komentarze, może pytania. Zaraz dodam zdjęcia.
Nie mówcie nikomu, ale sam dopiero dzisiaj podczas pisania artykułu zrozumiałem działania gaźnika.

Szymon

Spoko tekścik. Musiałeś się napracować. Mam pytanie. Czy mogą być gaźniki dwugardzielowe?

Mr_Mar

I to jest bardzo mądre i przemyślane pytanie. Oczywiście w dużych silnikach występują gaźniki dwu- i nawet więcj gardzielowe. Wynika to z faktu, że przy większych mocach stawało się konieczności zwiększenie wymiarów samego gaźnika. Aby temu zapobiec stosuje się dodatkowe gardziele, które na ogół otwierają się przy pewnych wartościach obrotów silnika a ich otwieranie jest serowane podciśnieniem z kolektora ssącego.

Szymon

Jeszcze jedno pytanko. Dlaczego stosowana jest gardziel w gaźniku, co ona ma zapewnić?

Mr_Mar

Gardziel w gaźniku jest widoczna w postaci przewęrzenia w głównym przewodzie. Jest to element, w którym zasysane powietrze znacząco przyspiesza. Należy tutaj zauważyć, że przed gardzielą gaźnika ciśnie powietrza jest identyczne jak ciśnienie atmosferyczne. W gardzieli i za nią dzięki zwiększeniu prędkości powietrza następuje jego spadek, aż do podciśnienia tj ciśnienia niższego od atmosferycznego.

Kurczak

Mr, profesorka jak zwykle ;] Teraz już późno ale przetrawie to za jakiś czas całe ;]

Mr_Mar

No w sumie czemu nie... co prawda to jeszcze jakieś 20 lat przede mną ale temat profesury "Nowoczesne układy zasilania silników spalinowych" mógłby być.

tomxx92

Ja tak jako ciekawostkę podziele się wiedza na temat bydowy i działania gaźnika w motocyklach czy skurerach Otóż ilość paliwa wypływającego z dyszy głównej=wylotowej jest sterowany nie tylko przez podciśnienie, czy poziom paliwa w komorze pływakowej, ale również przez iglicę, która podczepiona jest do przepustnicy - tak przynajmniej jest w gaźnikach motocyklowych, ale nie gaźnikach podciśnieniowych. W gaźnikach podciśnieniowych występują dwie przepustnice jedna z nich to płaska przepustnica obrotowa sterowana linką gazu, a druga sterowana podciśnieniem. W momencie otwierania płaskiej obrotowej przepustnicy, tworzy się podciśnienie które zasysa membranę, a ta podnosi druga przepustnicę do której przyczepiona jest iglica sterująca ilością wypływającego paliwa z dyszy głównej. To co napisałem wyżej odnosi się do budowy gaźnika w motocyklach i nie wiem czy również takie gaźniki występują w samochodach.

tomxx92

witam
mam takie pytanie: czy w silnikach benzynowych w których występują przepływomierze maja one jakieś ograniczone możliwości obliczania ilości zasysanego powietrza?? Chodzi mi o to czy taki przepływomierz ma jakieś granice określania ilości zasysanego powietrza- czy np, w momencie gdy do silnika wolnossącego dołożymy turbosprężarkę to czy seryjny przepływomierz poradzi sobie z określeniem ilości zasysanego powietrza chodzi mi o różne rodzaje przepływomierzy zarówno te z drutem jak i tarczą spiętrzającą (czy sa jeszcze jakieś inne przepływomierze oprócz tych które wymieniłem czyli drut i tarcza spiętrzająca)??

Mr_Mar

Jakieś są chyba jeszcze, ale nie pamiętam dokładnie jakie. Co do pierwszej części pytania, to sądzę, że spokojnie przepływomierz da sobie z tym radę.

tomxx92

a mam jeszcze takie pytanie czy te systemy systemy wtrysku które opisałeś wyżej czyli k-jetronic, ke-jetronic, l-jetronic i lh-jetronic
to czy te wszystkie wtryski sa wielopunktowe i pośrednie czy niektóre z nich to jednopunktowe?? oraz czy są to najbardziej popularne konstrukcje systemów wtryskowych, zastosowanych w przeszłości i teraz??? czy jak napisałeś były montowane w mercedesach golfach itp. a jaki system wtrysku posiada np. polonez, fiat tipo, czy inne tanie samochody czy również maja one taki rodzaj wtrysku (chodzi mi o silniki benzynowe)???

Mr_Mar

Dlaczego Ty zawsze zadajesz jakieś takie problematyczne, szczegółowe pytania. Tu są opisane wszystkie obecnie i dawniej stosowane układy wtrusku dla silików ZI. Oczywiście układy typu Motronic mogą być dla układów jednopuntkowego wtrysku. Jak chociażby w ostatnich modelach CC był tego typu układy. W Polenazch było oznaczenie MPI czyli Multi Point Injection, co oznacza, że był to układ wielupunktowego wtrusku, który był sterowany elektronicznie, czyli prawdopodbnie był L-Jetronic, aczkolwiek nie był to układ wtrusku Boscha.

tomxx92

No zadaje takie pytania no bo chyba po to są takie fora jak to żeby się czegoś konkretnego dowiedzieć (a narazie jest to jedyne forum gdzie sa tematy w których opisane są np, uklady wtryskowe, czy skrzynia biegów no i moge się wiele dowiedzieć na temat podstaw np, układów wtryskowych czy skrzyni biegów by potem dobrze rozumieć szczegółowe rzeczy (bo to nie jest tak że ja zadaje sobie pytanie i czekam na odpowiedź tylko też szukam po googlach itp.)

No i jeszcze jedno niewiem czy szczegółowe pytanie ale: czy te układy wtryskowe czyli k, ke, l , lh, i inne czy to są tylko wtryski pośrednie i tylko dla silników benzynowych???

a bezpośrednie układy wtryskowe dla silników benzynowych wolnossących i z turbosprężarką są jakby odrębną grupą??

Mr_Mar

Szczerze mówiąc nigdy się nad tym nie zastanawiałem, nie szukałem takich informacji, czy układ wtrysku pośredniego i bezpośredniego mają oddzielne nazwy. Wydaje mi się, że nie, bo nazwy tych układów bardziej odnoszą się do sposobu sterowania, niż do miejsca wtrysku. Samo umieszczenie wtryskiwacza, napewno w jakiś sposób wymusza zmianę sterowania, ale ciągle może być mechaniczne, mechaniczno-elektroniczne czy elektroniczne.

kania_

Temat mało dokładnie zatytułowany jeśli chodzi o technike.
"Co potrzeba , żeby silnik chciał pracować?"
Rozumiem ze silnik = silnik spalinowy ZI bo tylko o takim mówicie w tym poście.
Odpowiedż jest prosta paliwo/powietrze/iskra w odpowiednich warunkach czas/ciśnienie/temperatura (wykonanie bardziej skomplikowane)

Pamiętajcie ze tłokowe silniki spalinowe z ZI mogą pracowac na Benzynie/LPG/CNG/matanolu/etanolu i paru innych dziwnych paliwach

Lambda = 1 to jest stechiometria dla benzyny czyli 14,7 powietrza/1 paliwa (max moc jest jednak w zakresach bogatrzej mieszanki gdzieś około 0,98, stechiometria jest stosowana w celu ekologicznego spalania i dluzszej pracy katalizatora)
Nie jest prawdą że:
"gdy współczynnik lambda jest równy 1, wówczas mamy najmniejszą emisję tlenku węgla, węglowodorów i tlenków azotu."
lecz że są zminimalizowane (nie najmniejsze, wybiera sie złoty środek)
Wykres wkleje jutro (dziś nie moge bo jest blokada anty spamowa)
Co do układów wtryskowych jest ich taka duża ilość ze nieda sie wszystkich wymienić, ważnym jest z czego sie składaja (sygnały wejścia i wyjścia)

Jak lubicie zadawać pytania to jakie sa sygnały wejścia jakie wyjscia, Które sygnały są niezastąpione (bez nich system nie bedzie działać)