of 15 /15
3. Sisteme de control pentru MAS destinate tractiunii rutiere In domeniul tractiunii rutiere, motorul cu aprindere prin scinteie ocupa ponderea cea mai mare, chiar daca aceasta cota este in scadere (prin aparitia noilor motoare diesel). De fapt mas-urile au fost primele care au beneficiat de contributia sistemelor electronice de control, focalizate mai intii pe sistemul de injectie, in scopul mentinerii functionarii in fereastra lambda 1 . Treptat sistemele au inclus si controlul aprinderii, toate motoarele mas-urile actuale avind o gestiune comuna pentru cele doua functii (alimentare-injectie si aprindere). Majoritatea referintelor din acest capitol vor fi facute pentru mas cu injectie indirecta (in poarta supapei) deoarece reprezinta ponderea majoritare pe piata. Totusi, vor fi abordate si citeva elemente de controlul mas-urilor cu injectie directa. 3.1. Obiective si mijloace de realizare a) controlul injectiei de combustibil Doua elemente esentiale sint controlate: volumul de combustibil injectat (doza de combustibil) si momentul injectiei. Ambele sint controlate prin intermediul curentului care excita bobinele injectoarelor: momentul activarii este cel care determina deschiderea injectoarelor (injectia), iar durata activarii determina volumul injectat. b) controlul aprinderii 1 Aceste notiuni vor fi explicate pe larg in subcapitolele urmatoare.

Mas Tractiune Rutiera

Embed Size (px)

DESCRIPTION

motoare

Text of Mas Tractiune Rutiera

Control Electronic

3. Sisteme de control pentru MAS destinate tractiunii rutiere

In domeniul tractiunii rutiere, motorul cu aprindere prin scinteie ocupa ponderea cea mai mare, chiar daca aceasta cota este in scadere (prin aparitia noilor motoare diesel). De fapt mas-urile au fost primele care au beneficiat de contributia sistemelor electronice de control, focalizate mai intii pe sistemul de injectie, in scopul mentinerii functionarii in fereastra lambda. Treptat sistemele au inclus si controlul aprinderii, toate motoarele mas-urile actuale avind o gestiune comuna pentru cele doua functii (alimentare-injectie si aprindere).

Majoritatea referintelor din acest capitol vor fi facute pentru mas cu injectie indirecta (in poarta supapei) deoarece reprezinta ponderea majoritare pe piata. Totusi, vor fi abordate si citeva elemente de controlul mas-urilor cu injectie directa.

3.1. Obiective si mijloace de realizare

a) controlul injectiei de combustibil

Doua elemente esentiale sint controlate: volumul de combustibil injectat (doza de combustibil) si momentul injectiei. Ambele sint controlate prin intermediul curentului care excita bobinele injectoarelor: momentul activarii este cel care determina deschiderea injectoarelor (injectia), iar durata activarii determina volumul injectat.

b) controlul aprinderii

Sint controlate avansul la scinteie si energia acesteia. Data fiind complexitatea lor, mijloacele prin care se realizeaza acest control vor fi descrise detaliat in capitolul respectiv.

c) controlul emisiilor poluante

Respectarea limitelor impuse pentru emisiile poluante este un obiectiv primordial in proiectarea unui motor, motiv pentru care toate sistemele de control indiferent ca sint proiectate pentru injectie sau aprindere au in vedere acest lucru. Controlul emisiilor poluante este strict integrat cu cel al injectiei si aprinderii.

Exista si anumite obiective secundare care vizeaza in principal confortul in conducere. De exemplu la cuplarea treptelor de viteza, avansul la scinteie este retras astfel incit sa se produca o diminuare temporara a cuplului motor, ceea ce atenueaza senzatia de smuncitura pe care un sofer mai putin experimentat ar experimenta-o din plin la schimbarea vitezelor.

Un alt exemplu: cuplarea sistemului de conditionare a aerului. In plina acceleratie nu este posibila cuplarea aerului conditionat care ar rapi citiva kW pretiosi din puterea motorului. Daca soferul, sau temporizarea decide inserarea climatizarii in momentul unei acceleratii, comanda va fi acceptata, memorizata, dar pusa in aplicare doar dupa incheierea perioadei de accelerare.

Alte functii sint leagate de economia de combustibil (si implicit de recucerea emisiilor poluante). De exemplu, la anumite motoare cu numar mare de cilindri (8, 12 V) exista posibilitatea intreruperii functionarii anumitor cilindri in regimuri de sarcina partiala, cind puterea necesara propulsarii vehiculului este mica.

3.2. Controlul sistemului de injectie de combustibil

Lista reperelor din figura anterioara (elementele care tine strict de controlul injectiei sint evidentiate)

Nr.Denumire reperObs.

01Rezervor

02Pompa combustibilIn unele variante pompa este montata direct in interiorul rezervorului

03Filtru combustibil

04Rampa combustibil

05Regulator de presiune

06CalculatorCoordoneaza toate functiile de control pentru injectie

07Bujie

08Injector

09Injector pornire la receLipseste pentru sistemele recente, rolul sau fiind preluat de catre injectoarele normale care deservesc cilindrii

10Surub reglaj mers in gol

11Traductor pozitie clapeta obturatoare

12Clapeta obturatoare

13Debitmetru cu clapetaEste inlocuit pe sistemele actuale cu debitmetru cu fir cald sau cu film (mult mai prompt in ceea ce priveste raspunsul)

14Aspiratie aer

15Releu

16Sonda (

17Traductor temperatura

18Termocontact

19Distribuitor aprindere

20Control by-pass aer aspiratEste utililizat in faza de incalzire, cind corelat cu functionarea injectorului 09 este marit si debitul de aer aspirat

21Surub pentru reglajul debitului de aer ce ocoleste debitmetrulUtilizat pentru controlul calitatii amestecului (are efect in special in zona sarcinilor mici). Este folosit pentru controlarea emisiei de CO. Lipseste pe sistemele noi, rolul sau fiind preluat de catre sistemul de control (.

22Baterie

23Contact

Lista reperelor din schema sistemului de control Bosch ME 7.1

01DebitmetruIn aceasta varianta constructiva este cu film cald

02Traductor turatie motorDe tip inductiv

03Traductoare HallSint in numar de doua deoarece schema este aplicata pe Audi S4 cu motor 6V; exista cite un traductor pe fiecare linie de cilindri

04Sonde lambdaCite una pentru fiecare linie de evacuare

05Traductor pozitie clapeta

06Senzor temperatura aer

07Senzor temperatuta lichid de racire

08Senzori presiune admisie

09Senzor detonatieCite unul pentru fiecare linie de cilindri

10Traductor pozitie pedala acceleratie

11Traductoare temperatura gaze de ardereCite unul pentru fiecare linie de evacuare

12Switch pedala frina

13Switch pedala ambreiaj

14Semnale auxiliare

15Releul pompei de benzina

16InjectoareInjectoarele sint comandate pe grupe de cite trei (cilindrii 1,2 si 3 in prima grupa, 4, 5 si 6 in a doua)

17Bujii + bobineBujiile sint comandate pe grupe de cite trei, fiecare bujie este conectata la cite o bobina.

18Solenoid pentru controlul supapei canistrei carbon

19Solenoid pentru controlul presiunii de supraalim.

20Servomotor actionare clapetaSistemul include traductorul 05 si un servomotor pentru controlul pozitiei clapetei obturatoare.

21Mecanism pentru ajustarea pozitiei axului cu came pentru admisieCite unul pentru fiecare linie

22Electrovalva control presiune admisieEvita intrarea compresorului in regim de pompaj atunci cind trecem brusc de la o sarcina mare la una mica (ridicarea brusca a piciorului de pe pedala de acceleratie).

23Controlul incalzirii sond. (

24Semnalizator pentru eventuala defectare a controlului electronic al clapetei

25Semnale auxiliare

Controlul injectiei de combustibil vizeaza:

a)doza de combustibil

b)avansul la injectie

Doza de combustibil injectata depinde de presiunea din rampa de combustibil si de timpul de deschidere a injectorului. Pentru un control eficient, presiunea este mentinuta constanta cu ajutorul unui regulator, singura marime care variaza (marimea controlata) fiind timpul de deschidere.

Acesta depinde in principal de doi factori: sarcina si temperatura motorului. Evident, cu cit sarcina este mai mare cu atit se mareste si timpul de deschidere. Sub o anumita valoare a temperaturii lichidului de racire, amestecul este imbogatit prin marirea timpului de deschidere a injectorului. Astfel, este scurtata perioada intrarii in regim.

Exista mai multe variante de control al injectoarelor:

-actionare simultana: Injectoarele sint comandate simultan de catre acelasi circuit de control. Injectia are loc o data pe fiecare rotatie a arborelui cotit, cu un anumit avans fata de punctul mort superior (PMS) al cilindrului 1. De fiecare data se injecteaza jumatate din doza necesara de combustibil. Este cel mai simplu mod de comanda folosit in prezent.

-actionarea pe grupe: Injectoarele sint actionate pe grupe, fiecare grupa fiind comandata de un circuit separat. In fiecare grupa exista cite un cilindru conducator in raport cu care se stabileste avansul la injectie (de regula pe cursa de admisie a acestuia). Fiecare grup este comandat o data pe fiecare rotatie a arborelui motor. Grupele se stabilesc in functie de configuratia motorului. Exemplu: pentru un 4 cilindri se vor forma 2 grupe a cite 2 injectoare, pentru 6 cilindri 2 grupe a cite 3 injectoare.

-actionarea independenta (secventiala): Injectoarele sint actionate independent in functie de cursa de admisie a fiecarui cilindru. Este sistemul care ofera performantele cele mai bune.

Obs. In cazul sistemelor cu injectie indirecta se intilnesc toate variantele descrise anterior; pentru cele cu injectie directa controlul secvential este singura varianta.

In ambele figuri (i) reprezinta momentul injectiei, cu linie albastra au fost reprezentate duratele de deschidere a supapelor de admisie. Cilindrii au fost aliniati in ordinea aprinderii lor. Cu A1, C1, D1, E1 au fost notate cursele de admisie, compresie, destindere si evacuare pentru cilindul 1. Se observa ca in cazul controlului secvential avem o singura injectie pe ciclu, momentul de inceput al injectiei fiind premergator procesului de aspiratie. In cazul controlului simultan la fiecare injectie trei cilindri vor avea supapa de admisie inchisa. Vaporii de benzina se vor acumula in poarta supapei, pina cind vor fi aspirati in cilindru in timpul admisiei.

3.2.1. Sisteme de control pentru MAS cu injectie indirecta

Obiectivul controlului pentru un sistem clasic de injectie MAS (indirecta) este mentinerea dozajului intr-o zona foarte ingusta in jurul valorii unitare. Aceasta cerinta este impusa de randamentul functionarii unui catalizator trivalent, care este maxim in zona de dozaj stoichiometric.

Fereastra ( = zona de control a dozajului pentru un sistem de injectie indirecta coincide cu zona de eficienta maxima a catalizatorului

Elementele principale ale sistemului de control sint prezentate in figura alaturata.

Plecind de la definitia coeficientului de dozaj , (

Pentru un anumit combustibil, doza de combustibil injectata (timpul de activare) depinde de consumul de aer si de valoarea impusa a parametrului (.

Pe baza semnalului furnizat de debitmetru se stabileste o valoare de referinta pentru doza injectata. Aceasta valoarea este corectata in functie de semnalul oferit de sonda lambda. Daca semnalul ( corespunde unui amestec sarac timpul de deschidere a injectoarelor este majorat astfel incit amestecul sa fie readus in zona stoichiometrica. In cazul unui amestec bogat, actiunea este inversa.

Acest sistem in care controlul in bucla inchisa intervine pe baza unui semnal de referinta se numeste closed-loop feedforward control.

Schema generala a unui astfel de sistem este prezentata in figura alaturata.

Dupa cum s-a mentionat anterior, obiectivul controlului este de a mentine ((1. Totusi exista situatii in care sistemul se abate de la acesta, imbogatind amestecul (acceleratii rapide, regimuri de sarcina ridicata, motor rece, etc.). Aceste situatii vor fi tratate ulterior.

Obs. Pe anumite sisteme de control economice debitmetrul lipseste. In acest caz valoarea de referinta a dozei injectate se stabileste prin metoda viteza-densitate (speed-density). Viteza aerului aspirat este determinata de pozitia clapetei obturatoare si turatia motorului. Cunoscind viteza si sectiunea se calculeaza debitul volumic. Valoarea obtinuta este inmultita cu densitatea determinata pe baza valorii de temperatura din colectorul de aspiratie, fiind obtinut debitul masic.

Sistemul este simplu, dar precizia controlului este mai redusa. Situatia este specifica vechilor motoare dotate cu injectie monopunct.

Schema unui sistem de control al injectiei* Bosch LE Jetronic montat pe modelele Volvo 850. Desi nu este de ultima generatie, sistemul este reprezentativ pentru o mare parte dintre automobile.

* indirecta

Schema semnalelor pentru un sistem de control Bosch ME 7.1

Schema unui sistem de injectie directa Bosch Motronic MED 9

Fig.a. Fazarea injectiilor pentru un sistem cu injectie simultana

Fig.b. Fazarea injectiilor pentru un sistem cu injectie secventiala

Schema generala a unui sistem closed-loop feedforward control. Unica diferenta fata de un sistem clasic este semnalul de referinta r (asa-numitul feedforward), care in cazul sistemului de injectie este furnizat de catre debitmetru. Avantajul unui astfel de sistem consta in eficacitatea controlului.

Schema controlului injectiei (closed-loop feedforward)

Schema controlului injectiei (speed-density)

Aceste notiuni vor fi explicate pe larg in subcapitolele urmatoare.

In principiu este controlat timpul de alimentare a bobinei de inductie si momentul intreruperii alimentarii acesteia.

Acest tip de catalizator (pe trei cai) echipeaza majoritatea mas-urilor actuale, el reducind emisiile de CO, HC si NOx.

_1135703397.unknown

_1135703450.unknown