Ein Einspritzmotor ist ein ziemlich komplexer Mechanismus, der gut abgestimmt werden muss, um die beste Leistung aus ihm herauszuholen. Der Artikel beschreibt ausführlich das Funktionsprinzip des Einspritzmotors.
Der Inhalt des Artikels:
- Sensoren
- Exekutive Elemente
- Arbeitsprinzip
- Vergaserschlamminjektor
Bevor wir über dieses Wunder der Technik sprechen, wollen wir einige Mythen zerstreuen. Ein Einspritzmotor funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Diesel, mit Ausnahme der Zündanlage, die ihm jedoch nicht viel mehr Leistung verleiht als ein Vergaser. Die Erhöhung beträgt maximal 10 %.
Das Zentrum des Gesamtsystems bildet die ECU (Electronic Control Unit). Es hat viele Namen, "Gehirne", "Computer" und so weiter. Tatsächlich ist dies ein Computer, der eine Vielzahl von Tabellen über die Zusammensetzung des Gemischs, die Kraftstoffeinspritzzeit und andere Dinge enthält. Wenn beispielsweise die Motordrehzahl 1500 U/min beträgt, die Drosselklappe um 10 Grad geöffnet ist und der Luftverbrauch 23 kg beträgt, gelangt eine Kraftstoffmenge in den Zylinder. Wenn sich die Eingabeparameter ändern, ist das Ergebnis anders. Treten Probleme mit dem Steuergerät auf, zum Beispiel fliegt die Firmware, dann verstaubt alles, der Motor beginnt entweder zufällig zu arbeiten oder stoppt sogar ganz.
Einspritzmotorsensoren
Alle Elemente lassen sich in Aktoren und Sensoren unterteilen. Zuerst schauen wir uns Sensoren an.
Luftmassenmesser (DMRV)
Dieses Element wird vor dem Luftfilter, direkt am Einlass installiert. Seine Funktionsweise basiert auf dem Prinzip der Differenz der Messwerte. Strom fließt also durch zwei Platinstränge. Ihr Widerstand ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur. Einer der Fäden ist zuverlässig vor dem Luftstrom geschützt, wodurch sein Widerstand unverändert bleibt. Der zweite wird durch die Strömung gekühlt, und basierend auf der Differenz der Werte berechnet die ECU gemäß den gleichen oben genannten Tabellen die Luftmenge.
Sensor für Absolutdruck und Temperatur des Motors (MAP)
Es wird entweder als Alternative oder in Verbindung mit den oben genannten verwendet, um eine höhere Ablesegenauigkeit zu erzielen. Kurz gesagt, es hat zwei Kammern, von denen eine abgedichtet ist und im Inneren ein absolutes Vakuum hat. Die zweite Kammer ist mit dem Ansaugkrümmer verbunden, wo während des Ansaugtakts ein Unterdruck erzeugt wird. Zwischen diesen Kammern befindet sich eine Membran sowie piezoelektrische Elemente. Sie erzeugen Spannungen, wenn sich das Zwerchfell bewegt. Dann geht das Signal an die ECU.
Kurbelwellenpositionssensor (DPKV)
Schaut man sich die Kurbelwellenriemenscheibe eines Einspritzmotors an, sieht man darauf einen Kamm. Es ist magnetisch. Zinken sind entlang des gesamten Umfangs installiert. Es sollten insgesamt 60 sein, alle 6 Grad. Aber zwei davon fehlen, sie werden zur Synchronisation benötigt. Der Kurbelwellenpositionssensor enthält ein magnetisiertes Stahlherz sowie eine Kupferwicklung. Beim Durchgang der Zähne durch die Wicklung entsteht ein Induktionsstrom, dessen Spannung von der Drehzahl der Riemenscheibe abhängt.
Phasensensor (DF)
Früher waren nicht alle Motoren damit ausgestattet, aber jetzt ist es fast überall zu finden. Es funktioniert nach dem Prinzip eines Hallsensors, das heißt, es hat eine Scheibe mit einer Spule sowie einen Schlitz. Sobald der Schlitz auf den Sensor trifft, ist die Ausgangsspannung Null. Dieses Moment bedeutet den oberen Totpunkt des Kompressionshubs des ersten Zylinders. Dies ist notwendig, damit die ECU Spannung für die Zündung im gewünschten Zylinder erzeugen und die Hübe steuern kann. Damit sich zB die Düse während des Arbeitshubes nicht öffnet.
Klopfsensor
Es ist am Zylinderblock des Einspritzmotors montiert. Sobald im Motor eine Detonation auftritt, werden Vibrationen durch den Block übertragen. Der Sensor ist ein piezoelektrisches Element, das Spannung erzeugt, je stärker die Vibration, desto höher die Spannung. Dementsprechend korrigiert die ECU basierend auf ihren Messwerten den Zündzeitpunkt. Aber dazu später mehr.
Drosselklappensensor (TPS)
Im Wesentlichen ist dies ein normales Potentiometer. Die Referenzspannung daran beträgt typischerweise 5 Volt. Je nach Auslenkungswinkel der Drosselklappe ändert sich also die Spannung am Steueranschluss. Es ist einfach.
Kühlmitteltemperatursensor (DTOZH)
Dieser Sensor wird benötigt, um die Temperatur des Motors zu bestimmen. Wenn bei einem Vergasermotor nur der Elektrolüfter ein- und ausgeschaltet werden muss, handelt es sich hier um ein komplexeres Gerät. Dies ist ein Wärmewiderstand, dessen Wert mit der Temperatur variiert. Dementsprechend ändert sich die Spannung beim Durchlaufen.
Sauerstoffsensor
Es wird in die Abgasanlage eingebaut, es gibt Systeme mit zwei Sensoren. Seine Aufgabe ist es, die Menge an freiem Sauerstoff im Abgas zu verfolgen. Ist beispielsweise zu viel davon vorhanden, bedeutet dies, dass die gesamte Mischung nicht ausbrennt, was bedeutet, dass sie angereichert werden muss. Wenn weniger Sauerstoff vorhanden ist, als in den ECU-Standardtabellen angegeben, muss er abgereichert werden.
Exekutive Elemente
Die ausführenden Elemente haben ihren Namen dafür, dass sie die Einstellungen am Motorbetrieb vornehmen. Das heißt, die Steuereinheit empfängt ein Signal vom Sensor, analysiert es und sendet dann ein Signal an das letzte Element.
Benzinpumpe
Beginnen wir mit dem Energiesystem. Es ist im Tank eingebaut und führt dem Kraftstoffverteiler Kraftstoff mit einem Druck von 3,2 - 3,5 MPa zu. Dies gewährleistet eine hochwertige Zerstäubung des Kraftstoffs in die Zylinder. Sobald die Motordrehzahl steigt, steigt auch der Appetit, was bedeutet, dass dem Rail mehr Kraftstoff zugeführt werden muss, um den Druck aufrechtzuerhalten. Auf Befehl der Steuereinheit beginnt die Pumpe schneller zu drehen. Die meisten modernen Fahrzeuge ab etwa 2013 sind mit einem Kraftstoffmodul ausgestattet, das eine Pumpe und einen Inline-Filter umfasst. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Kosten für den Filterwechsel, da das gesamte Modul ausgetauscht werden muss. Einige Hersteller schreiben in der Anleitung, dass das Modul für die gesamte Lebensdauer des Autos installiert wird, aber Sie sollten nicht glauben, dass einige Filter länger als 2 Saisons halten können.
Düse
Nachdem der Kraftstoff den gesamten Drahtkreislauf passiert hat, gelangt er in den Injektor, der ihn in den Zylinder dosiert. Der Injektor ist ein Magnetventil mit sehr kleinem Durchmesser, das Benzin in die Brennkammer zerstäubt. Die ECU ändert die zugeführte Kraftstoffmenge anhand der Zeitintervalle bei geöffnetem Injektor. Typischerweise sind dies Zehntelsekunden.
Drosselklappe
Wir haben alle einmal einen Vergaser gesehen, von oben hineingeschaut. Es hatte also Dämpfer, die die Luft blockierten. Das Prinzip ist hier das gleiche. Vielleicht gibt es nichts mehr zu erzählen.
Leerlaufregler (IAC)
Dies ist auch ein Magnetventil, dessen Schaft den Luftkanal schließt, der die Drosselklappe umgeht. Abhängig von der Spannung, die das Steuergerät ihm zuführt, öffnet es genau diesen Kanal.
Zündmodul
Im Prinzip ist dies die gleiche Zündspule, nur gibt es vier davon. Wenn der Strom durch die Primärwicklung fließt, wird in der Sekundärwicklung ein hochfrequenter Hochspannungsstrom geschaltet, der der Kerze zugeführt wird.
Das Funktionsprinzip des Einspritzmotors
Nachdem wir also die Hauptkomponenten des Einspritzmotors herausgefunden haben, wollen wir sehen, wie es funktioniert. Nachdem der Anlasser die Kurbelwelle durchgedreht hatte, teilte der DPKV dem Steuergerät mit, welcher Zylinder sich in welcher Position befindet.Der Phasensensor wiederum meldete Taktzyklen. Das Steuergerät hat diese Information zur Kenntnis genommen und den Injektor in dem Zylinder geöffnet, in dem der Ansaugtakt beginnt. Aber er hat es aus einem bestimmten Grund geöffnet, aber für einen streng definierten Zeitraum, der laut Tabellen den Messwerten des DMRV oder DBP entspricht. So entstand die Arbeitsmischung.
Nachdem hier der Ansaugtakt beendet ist, beginnt die Verdichtung, zu welchem Zeitpunkt der Ansaugvorgang in einem anderen Zylinder erfolgt. Hier erreicht der Kolben den oberen Totpunkt, wie durch DPKV bzw. DF angezeigt, es ist Zeit, Spannung an das Zündmodul an den gewünschten Zylinder anzulegen. Dafür gibt es im Steuergerät zwei Transistoren, die zwei Zylinder übernehmen.
Wenn die Explosion stattgefunden hat, schaut sich die ECU die Messwerte des Klopfsensors an und passt den Zündzeitpunkt für den nächsten Zylinder entlang der Strecke an. Aber das ist nicht alles. Danach, wenn die Gase den Sauerstoffsensor erreicht haben, passt das Steuergerät die Zusammensetzung des Gemischs, nämlich die Öffnungszeit des Injektors, an, was die effizienteste Nutzung des Kraftstoffs und seiner Verbrennung ermöglicht. Stellt die ECU Sauerstoffmangel fest, bleibt die Drosselklappe aber offen, dann wird die Leerlaufregelung leicht geöffnet.
Motoraufwärm- und Motortemperatursensor
Dieser Punkt ist eine gesonderte Betrachtung wert, sagen wir, dies ist eine kleine Klarstellung. Der Warmlaufmodus des Motors hat also nichts mit den Messwerten einiger Sensoren zu tun, dh nichts hängt von ihnen ab. Dies sind insbesondere DMRV und DBP sowie ein Klopfsensor. Der Block enthält, wie bereits erwähnt, bestimmte Tabellen, davon gibt es viele, Millionen. Während des Aufwärmmodus arbeitet die ECU also streng nach diesen Tabellen und sonst nichts. Das heißt, wenn das Verhältnis von Luft zu Kraftstoff 14,1:1 beträgt, dann ist es so. Dieser Wert wird allgemein für die Betriebstemperatur akzeptiert. Bis die Motortemperatur die in der Firmware des Steuergeräts geschriebene Temperatur erreicht, wird der Aufwärmmodus nicht ausgeschaltet. Nachdem die ECU mit der Arbeit an den Sensoren beginnt.
Was ist besser, ein Einspritz- oder ein Vergasermotor?
Dieses Thema ist ziemlich umstritten, jeder Standpunkt hat viele Gegner und Anhänger, sowohl unter normalen Fahrern als auch unter Spezialisten, die das Funktionsprinzip eines Einspritzmotors vollständig verstehen. So zeichnet sich der Vergasermotor durch Einfachheit und Transparenz der Arbeit aus. Das heißt, wenn der Mechaniker die Leerlaufdrehzahl einstellte, blieben sie es.
Beim Einspritzmotor kommt es auf die rechtzeitige Wartung sowie auf die Qualität der verwendeten Teile an.
