Σύστημα ψεκασμού βενζινοκινητήρων και πετρελαιοκινητήρων.

Abstract

Η παρούσα προτεινόμενη πτυχιακή εργασία αφορά στα συστήματα ψεκασμού καυσίμου των μηχανών εσωτερικής καύσης, όταν το καύσιμο είναι η βενζίνη ή το πετρέλαιο. Με την έλευση της ηλεκτρονικής επανάστασης, τα μηχανικά συστήματα αντικαταστάθηκαν από ισχυρά ολοκληρωμένα συστήματα, αρχικά αναλογικά και έπειτα ψηφιακά, τα οποία αναλαμβάνουν τον έλεγχο λειτουργίας του κινητήρα. Η δημιουργία και η ανάπτυξη του συστήματος έκχυσης καυσίμου αρχικά αναφερόντα στους πετρελαιοκινητήρες, όμως οι αυξανόμενες απαιτήσεις για την καλύτερη απόδοση, οικονομία καυσίμου και μείωση των ρύπων οδήγησαν στην ανάγκη για ηλεκτρονικά ελεγχόμενο σύστημα έκχυσης βενζίνης στο θάλαμο καύσης που υποστηρίζει την παροχή του μείγματος αέρα-βενζίνης σε κατάλληλη ποσότητα και αναλογία. Κάθε σύστημα έκχυσης είναι σχεδιασμένο και ρυθμισμένο για συγκεκριμένο τύπο καυσίμου, με τα περισσότερα να προορίζονται για κινητήρες πετρελαίου ή βενζίνης. Με την ανάπτυξη των συστημάτων έκχυσης καυσίμου, το ηλεκτρομηχανολογικό υλικό των συστημάτων αυτών έχει γίνει κοινό για τους δύο αυτούς τύπους καυσίμου και οι διαφορετικές ρυθμίσεις επιτυγχάνονται με αλλαγές στο προγραμματιζόμενο λογισμικό τους. Τα κυριότερα συστήματα ψεκασμού είναι τα εξής: K-Jetronic, μηχανικό-υδραυλικό σύστημα ψεκασμού KE-Jetronic, μηχανικό-υδραυλικό σύστημα ψεκασμού με ηλεκτρονικό έλεγχο. L-Jetronic, LE-Jetronic, ηλεκτρονικό σύστημα ψεκασμού Mono-Jetronic, κεντρικός ψεκασμός Monotronic, συνδυασμένο σύστημα ανάφλεξης με πολλαπλό ψεκασμό Όπως στους πετρελαιοκινητήρες η χρονική στιγμή του ψεκασμού του πετρελαίου για την καύση, έτσι και στους βενζινοκινητήρες η χρονική στιγμή που δίνεται ο σπινθήρας σε σχέση με την πορεία του εμβόλου προς το ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο) είναι πολύ κρίσιμη και μεταβάλλεται ανάλογα με τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα (προπορεία εναύσεως). Είναι δε πολύ σημαντική ώστε να έχουμε τη μέγιστη δυνατή ισχύ από τον κινητήρα με ταυτόχρονο μικρές εκπομπές ρύπων και οικονομική λειτουργία. Τη δημιουργία του σπινθήρα την κατάλληλη χρονική στιγμή την αναλαμβάνει η μονάδα ελέγχου ανάφλεξης. Προκειμένου να επιτευχθεί η παρουσία σπινθήρα ακριβώς την κατάλληλη χρονική στιγμή, η μονάδα ελέγχου ανάφλεξης συνεργάζεται με διάφορα περιφερειακά εξαρτήματα, τους αισθητήρες. Σταδιακά επήλθε η ενσωμάτωση των δύο συστημάτων ελέγχου για την ανάφλεξη και τον ψεκασμό σε ένα πακέτο συστήματος διαχείρισης του κινητήρα (engine management system), την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU-Electronic Control Unit). Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου πληροφορείται από τους αισθητήρες για τις συνθήκες - καταστάσεις του κινητήρα και παράγει παλμούς ανάφλεξης και παλμούς στους ψεκαστήρες καυσίμου. Χρησιμοποιούνται τρισδιάστατοι χάρτες για να καθορίσουν τη σχέση μεταξύ ταχύτητας περιστροφής κινητήρα, φορτίου και γωνίας ανάφλεξης (προπορείας). Με τη χωρητικότητα μνήμης που διαθέτουν οι μικροϋπολογιστές επιπλέον ρυθμίσεις - παράμετροι μπορούν να αποθηκευτούν, που σχετίζονται με επιπρόσθετες μεταβολές. Οι αισθητήρες που καταγράφουν όλες τις μεταβολές είναι ίδιου τύπου και χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα από την ανάφλεξη και τον ψεκασμό. Τέτοιοι είναι οι αισθητήρες ταχύτητας περιστροφής και θέσης στροφαλοφόρου, φορτίου κινητήρα, θερμοκρασίας κινητήρα, τάσης μπαταρίας, θερμοκρασίας εισερχόμενο αέρα, ανίχνευσης κρουστικής καύσης βαρομετρικής πίεσης, αισθητήρας "λ" κ.α.

The present suggested dissertation concerns the spraying (fuel) system from engines interior combustion, when the fuel is gas or petrol. With the arrival of electronic revolution, the engine systems have been replaced by powerful complete systems, initially analogically and after digitally, which take on the operational control of the engine. The creation and development of the exudation fuel system, initially referred to the compression-ignition engine, however the increasing demands for better performance, fuel economy and reduction in pollution (air) have led to the need for an electronically controlled exudation fuel system in the combustion chamber which supports the provision of the mixture of air-fuel in an adequate quantity and proportion. Each exudation system is designed and set for a specific fuel type, mostly designated for gas or petrol. Witch the development of the exudation fuel system, the electromechanical material of those systems has become common for both fuel types and the different setting are achieved with changes to their programmed software. The main spraying systems are as follows: - K-Jetronic, engineered-hydraulic spraying system - KE-Jetronic, engineered-hydraulic spraying system with an electronic control - L-Jetronic, LE-Jetronic, electronic spraying system - Mono-Jetronic, central spraying - Motronic, compined ignition system with multi-spraying system Just like the petrol engines the timing of the petrol spraying for the combustion, the same applies for the fuel engines. The timing witch the spark in relation to the route of the infarct toward the (upper dead part) is very crucial and alter depending on the rotation and the load of the engine (advance ignition). It is very important so as to have the maximum possible force from the engine, with simultaneous small emissions of pollution and economic operation. The creation of the spark in the adequate timing is the responsibility of the combustion control unit. So as to achieve the present spark in just the correct timing the combustion control unit collaborates with various regional compartments, the sensors. Gradually, the integration of the two control systems came about for the combustion and the spraying all in one engine management system, the ECU(Electronic Control Unit). The ECU is informed by the sensors about the condition of the engine and creates combustion pulses and fuel spraying pulses. Three dimensional maps are used to define the relation between rotational speed engine, load and corner combustion (advance). With the memory capacity they provide the micro-computers can store any further settings witch are related to additional alteration. The sensors witch note all the alterations are the same type and are simultaneously used from the combustion and the spraying. Such are the rotational speed sensors and lie in the transmission sha fts, engine load, engine temperature, the battery tendency, the temperature of incoming air, the detection of noise combustion, barometric pressure, sensors etc.