ΣΥΣΤΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΥ ΨΕΚΑΣΜΟΥ ΚΑΥΣΙΜΟΥ

Σύστημα ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου.

  Το σύστημα

ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου

(

electronic fuel injection, EFI

) οχήματος είναι το σύγχρονο (ηλεκτρονικά ελεγχόμενο) σύστημα έγχυσης καυσίμου (ψεκασμού), το οποίο έχει αντικαταστήσει τα παραδοσιακά μηχανικά συστήματα τροφοδοσίας καυσίμου (καρμπυρατέρ) στα τετράτροχα οχήματα και σε πολλές μοτοσικλέτες .

Η εξέλιξη της σύγχρονης τεχνολογίας και οι ολοένα αυστηρότερες προδιαγραφές των χωρών για μηδενικές εκπομπές ρύπων οδήγησαν τους κατασκευαστές στα ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα ψεκασμού.

Αρχή λειτουργίας

Τα συστήματα ηλεκτρονικής έγχυσης διακρίνονται σε:  Απλά ηλεκτρονικά συστήματα ψεκασμού, στα οποία υπάρχει μια ξεχωριστή ηλεκτρονική μονάδα για τον έλεγχο του ψεκασμού και μια άλλη για την ανάφλεξη.  Τα συνδυασμένα συστήματα ανάφλεξης ψεκασμού. Στα συστήματα αυτά υπάρχει μια ηλεκτρονική μονάδα που ελέγχει και την ανάφλεξη και τον ψεκασμό, πχ τα συστήματα Motronic της εταιρείας Bosch. Ως προς τον τρόπο έγχυσης, οι δυο βασικές διατάξεις είναι:   O ψεκασμός ενός σημείου ή μονός ψεκασμός (throttle body injection, TBI). Ο ψεκασμός πολλών σημείων ή πολλαπλός ψεκασμός (port fuel injection, PFI).

Ανάλυση λειτουργίας ψεκασμού πολλών σημείων

Τα συστήματα ψεκασμού πολλών σημείων (PFI) χρησιμοποιούν ένα ψεκαστήρα ανά κύλινδρο. Οι ψεκαστήρες σε σύστημα ψεκασμού πολλών σημείων μπορεί να λειτουργήσουν με παλμούς σκανδαλισμού με αρκετούς διαφορετικούς τρόπους : 

Με ταυτόχρονο (διπλό) ψεκασμό.



Με ψεκασμό σε ομάδες ή εναλλασσόμενο (μονό ή διπλό) ή ψεκασμό σε δύο γκρουπ.



Με διαδοχικό (μονός – σε σειρά ) ψεκασμός ή ανεξάρτητος.

Τα Συστήματα ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου αποτελούνται από τα εξής επιμέρους υποσυστήματα: 1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου 2. Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα 3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

      Δεξαμενή καυσίμου Φίλτρο καυσίμου Αντλία Διακλαδωτήρας Ρυθμιστής πίεσης καυσίμου Ηλεκτρομαγνητικό μπέκ ψεκασμού  Μπεκ ψυχρής εκκίνησης

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Δεξαμενή καυσίμου

Είναι το δοχείο στο οποίο αποθηκεύεται το προς κατανάλωση καύσιμο και το υλικό κατασκευής του είναι από χάλυβα ή πολυμερές.

Τα κύρια εξαρτήματα μίας δεξαμενής καυσίμου είναι το κέλυφος του δοχείου, το πώμα πλήρωσης, ο αγωγός εισόδου, ο αγωγός ατμών, ο αγωγός αναρρόφησης, ο αγωγός αποστράγγισης και το φλοτέρ. Στην πλειοψηφία των αυτοκινήτων τοποθετείται κάτω από τα πίσω καθίσματα ή το χώρο αποσκευών. Είναι σχεδιασμένο και τοποθετημένο κατά τέτοιον τρόπο, ώστε να αποφεύγεται ανάφλεξη του καυσίμου σε περίπτωση σύγκρουσης.

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Φίλτρο καυσίμου

 Τα φίλτρα καυσίμου παρέχουν εξαιρετικά λεπτό φιλτράρισμα έτσι να προστατεύονται τα μικρά ανοίγματα στα ακροφύσια του ψεκαστήρα (μπεκ). Κανονικά τα ακροφύσια δεν μπορούν να καθαριστούν εύκολα. Αν βουλώσουν πρέπει να αντικατασταθεί ο ψεκαστήρας. Σε περίπτωση βλάβης, αντικαθίστανται. Για το λόγο αυτό, είναι κρίσιμη η αντικατάστασή του φίλτρου στα χρονικά διαστήματα που συστήνονται από τον κατασκευαστή του συστήματος.

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Αντλία

 Αποτελείται από δυο τμήματα, τον ηλεκτρικό κινητήρα και την κυρίως αντλία η οποία περιλαμβάνει μια βαλβίδα αντεπιστροφής ή βαλβίδα ελέγχου, μια ανακουφιστική βαλβίδα και το πρώτο φίλτρο καυσίμου. Ο κινητήρας δίνει κίνηση στην αντλία και αποτελούν μαζί μια ενιαία μονάδα. Το καύσιμο περνάει μέσα από το εσωτερικό της αντλίας (ρότορας – τυλίγματα, ψήκτρες κλπ).

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Διακλαδωτήρας

 Ο διακλαδωτήρας των σωληνώσεων των μπεκ εξασφαλίζει την ίδια πίεση σε όλα τα μπεκ ψεκασμού. Ο όγκος του είναι σχετικά μεγάλος για να μπορεί να μειώνει και τις μικρές διακυμάνσεις της πιέσεις που προέρχονται από τον ψεκασμό των μπεκ σε κάθε κύκλο λειτουργίας. Επιπλέον διευκολύνει την αφαίρεση και επανατοποθέτηση των μπεκ. Ο διακλαδωτήρας υπάρχει μόνο στον πολλαπλό ψεκασμό.

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Ρυθμιστής πίεσης καυσίμου

 Ο ρυθμιστής πίεσης ρυθμίζει την πίεση των μπεκ. Στα συστήματα πολλαπλού ψεκασμού, βρίσκεται τοποθετημένος στο άκρο του διακλαδωτήρα και εξασφαλίζει μια σταθερή πίεση στο σύστημα περίπου 2,5 bar ή 3,0 bar. Η πίεση του συστήματος παροχής καυσίμου εξαρτάται από την επικρατούσα υποπίεση σε κάθε κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα.

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Ηλεκτρομαγνητικό μπέκ ψεκασμού

  Το μπεκ ψεκασμού είναι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες που ανοιγοκλείνουν σύμφωνα με τα σήματα που λαμβάνουν από τον εγκέφαλο (ECU). Όταν η ECU στείλει ηλεκτρικό σήμα, τροφοδοτείται με ρεύμα το πηνίο, έλκεται ο πυρήνας, ο οποίος υπερνικά την δύναμη του ελατηρίου και ανοίγει η οπή ψεκασμού από τη βελονοειδή βαλβίδα. Όταν η ECU διακόψει το σήμα, τότε το ελατήριο σπρώχνει τον πυρήνα και η βελονοειδής βαλβίδα κλείνει την οπή ψεκασμού. Τα μπεκ τοποθετούνται στην πολλαπλή εισαγωγής ή στην κυλινδροκεφαλή .

1. Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Μπεκ ψυχρής εκκίνησης

  Ο σκοπός του μπεκ ψυχρής εκκίνησης (που είναι και αυτό ένα ηλεκτρομαγνητικό μπεκ) είναι να ψεκάζει για ορισμένο χρονικό διάστημα μια πρόσθετη ποσότητα βενζίνης. Ο χρόνος ψεκασμού καθορίζεται από ένα θερμικό χρονοδιακόπτη, ανάλογα με την θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα. Ο θερμικός χρονοδιακόπτης ανοίγει ή κλείνει το κύκλωμα του μπεκ ψυχρής εκκίνησης και η λειτουργία του εξαρτάται από τη θερμοκρασία του κινητήρα.

2

.

Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα

Το υποσύστημα εισαγωγής αέρα είναι αυτό που επιτρέπει την εισαγωγή και τη μέτρηση της ποσότητας και της θερμοκρασίας του αέρα που εισέρχεται στους θαλάμους καύσης του κινητήρα. Αποτελείται από τα εξής κύρια μέρη      Φίλτρο αέρα Μετρητής ροής αέρα Σώμα πεταλούδας γκαζιού Βαλβίδα πρόσθετου αέρα Πολλαπλή εισαγωγή :

2

.

Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα

Στο μονό ψεκασμό, η πεταλούδα και η βαλβίδα πρόσθετης παροχής αέρα βρίσκονται ενσωματωμένα στο σώμα της μονάδας ψεκασμού.

 Ο μετρητής αέρα έχει ως προορισμό τη μέτρηση του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα. Η πληροφορία αυτή μεταφέρεται, με τη μορφή ηλεκτρικού σήματος, στον εγκέφαλο (ECU) για τον υπολογισμό της αναλογίας αέρα – καυσίμου.

 Το σώμα της πεταλούδας του γκαζιού ψεκασμού είναι το επόμενο κατά σειρά εξάρτημα μετά από την ποσότητα του εισερχόμενου αέρα .

2

.

Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα

Πολλαπλή εισαγωγής

 Έχει αποδειχθεί θεωρητικά και πρακτικά ότι το μήκος της πολλαπλής εισαγωγής επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Σήμερα χρησιμοποιούνται πολλαπλές εισαγωγής αέρα με δυνατότητα να κατευθύνεται ο αέρας μέσα από πολλά κανάλια αυξάνοντάς ή μειώνοντας τη διαδρομή του και έτσι να επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης του κινητήρα σε περισσότερες από μία περιοχές στροφών. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας μέσα στην πολλαπλή, σε διάφορα σημεία, πεταλούδες (περιστροφικά διαφράγματα) τα οποία ελέγχονται από την υποπίεση του κινητήρα και την ECU.

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Τα κύρια μέρη του ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου είναι:  Αισθητήρες  Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ECU)

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρες

      Ο

αισθητήρας θερμοκρασίας εισερχόμενου αερα

Ο

αισθητήρας θερμοκρασίας νερού

. Ο

αισθητήρας οξυγόνου (αισθητήρας λ)

Ο

αισθητήρας στροφών κινητήρα και άνω νεκρού σημείου (ΑΝΣ)

O

αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor)

Ο

αισθητήρας ταχύτητας οχήματος

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας θερμοκρασίας εισερχόμενου αερα

Ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα πληροφορεί την ECU για τη θερμοκρασία του

αέρα

εισαγωγής. Η θέση του αισθητήρα είναι στον αυλό εισαγωγής αέρα, πριν την πεταλούδα.

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας θερμοκρασίας νερού

 Βρίσκεται τοποθετημένος στην κυλινδροκεφαλή και στην έξοδο του νερού ψύξης

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας οξυγόνου (αισθητήρας λ)

 O αισθητήρας λ ελέγχει διαρκώς τη σύσταση των καυσαερίων (μετρώντας την περίσσια οξυγόνου στα καυσαέρια) και στέλνει μηνύματα στον εγκέφαλο που παρουσιάζουν τη διαφοροποίηση ανάμεσα στο πραγματικό και το ιδανικό μίγμα.

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας στροφών κινητήρα και άνω νεκρού σημείου (ΑΝΣ)

  Ο αισθητήρας στροφών παρέχει στην ECU το βασικό σήμα για τον υπολογισμό της διάρκειας ψεκασμού και της ανάφλεξης.

Μετραει τον αριθμό στροφών του κινητήρα και αναγνωρίζει τη θέση του στροφαλοφόρου άξονα.

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor)

Ο αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor) πληροφορεί την ECU για την ύπαρξη κρουστικής καύσης (πειράκια). Είναι στερεωμένος με κοχλία στο σώμα του κινητήρα, συμμετρικά ανάμεσα στους κυλίνδρους .

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Αισθητήρας ταχύτητας οχήματος

Αισθητήρας που βρίσκεται τοποθετημένος στο περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων ή στο διαφορικό.

Αυτός παράγει σήμα τάσης ανάλογο με την ταχύτητα του οχήματος και ενημερώνει τον εγκέφαλο για την ταχύτητα του οχήματος.

3. Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου

Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU)

Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου (Engine Control Unit / ΕCU), είναι ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου. Είναι ένας μικροϋπολογιστής, ο οποίος αναγνωρίζει -μέσω εγκατεστημένου από τον κατασκευαστή προγράμματος όλες τις μεταβλητές του κινητήρα για την καλύτερη λειτουργια του. Είναι σε θέση να διαγνώσει οποιοδήποτε πρόβλημα στον κινητήρα (π.χ. κακή ποιότηταβενζίνης, δυσλειτουργία κάποιου συστήματος).

Εκπαιδευτική Πινακίδα Συστήματος Ηλεκτρονικού Ψεκασμού

Οι μαθητές της ομάδας

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Αποστολακόπουλος Δημήτριος του Παναγιώτη Αποστολακόπουλος Δημήτριος του Χρήστου Αρσενόπουλος Βασίλειος Βαρελάς Ευστάθιος Δημακόπουλος Ευάγγελος Κρεμάλας Κωνσταντίνος

Οι μαθητές της ομάδας

7.

8.

9.

10.

11.

Μακρυγιάννης Δημήτριος Μπιζούλας Απόστολος Παπανικολάου Μάριος Σουγιάς Γεώργιος Τσιτσικλής Θεοδόσης