Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Transcript

1 Τ.Ε.Ι ΚΑΒΑΛΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ Προγραμματισμός ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου (ΗΜΕ) βενζινοκινητήρων ΙΧ επιβατικών αυτοκινήτων τύπου VW Polo G40 DIGIFANT I Πέτρου Αλέξανδρος Α.Ε.Μ: 4769 Επόπτης: Ιωάννης Αραμπατζής Καβάλα, Οκτώβριος 2013 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 1

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ-ΣΚΟΠΟΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ιστορική αναδρομή και εξέλιξη του ψεκασμού 1.2 Πλεονεκτήματα εξέλιξης ηλεκτρονικής μονάδας ψεκασμού 1.3 Περιγραφή τεχνικών χαρακτηριστικών VW Polo G40 KΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο 2.1 Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα DigifantI 2.2 Ιστορική αναδρομή 2.3 Τι είναι Digifant; 2.4 Εσωτερική αρίθμιση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων Digifant I 2.5 Αισθητήρες για την λειτουργία της ΗΜΕ 2.6 Περιγραφή των αισθητήρων 2.7 Διάγραμμα καλωδίωσης κινητήρα ΗΜΕ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο 3.1 Επεξήγηση λειτουργίας τετράτροχου βενζινοκινητήρα 3.2 Ογκομετρική απόδοση 3.3 Υπερπλήρωση εισαγωγής 3.4 Καύση 3.5 Ανάφλεξη 3.6 Θεωρία χρονισμού ανάφλεξης (αβάνς) Τι είναι αβάνς; Οριστικοποίηση ποσότητας αβάνς 3.7 ΜΒΤ 3.8 Προανάφλεξη 3.9 Ψεκασμός καυσίμου 3.10 Αποδοτικότητα Καυσίμου (Fuel Efficiency) 3.11 Αριθμός οκτανίων 3.12 Μεταβλητότητα καυσίμου 3.13 Υπερτροφοδοσία καυσίμου. Γιατί; ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ο Επεξήγηση χαρτών 4.1 Το λογισμικό ΤunerPro 4.2 Χάρτης χρονισμού 4.3 Χάρτης καυσίμου 4.4 Χάρτης στροφών 4.5 Χάρτες κρουστικών χτυπημάτων 4.6 WOT Initial Enrichment (Εμπλουτισμός καυσίμου σε πλήρες φορτίο) 4.7 Idle Ignition (χάρτης χρονισμού ρελαντί) [Πληκτρολογήστε κείμενο] 2

3 4.8 Accel Enrichment Minimum Delta-MAP (Pressure)- Εμπλουτισμός καυσίμου υπό μερικό φορτίο συνάρτηση πίεσης) 4.9 Accel Enrichment vs ECT Map-( Εμπλουτισμός καυσίμου υπό μερικό φορτίο συνάρτηση θερμοκρασίας ψυκτικού) 4.10 ΙΑΤ Temperature Compensation Map-(Ποσοστιαίος εμπλουτισμός ανάλογα την θερμοκρασία εισερχόμενου αέρα) 4.11 Accel Enrichment Adder vs. ECT Map ECT Temperature Compensation 1 & 2- (Χάρτες αντιστάθμισης θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού) 4.13 Startup Enrichment Map (Εμπλουτισμός καυσίμου εκκίνησης) 4.14 Battery Compensation Map- (Αντιστάθμιση ισχύος μπαταρίας) 4.15 RevLimiter- (Περιοριστής στροφών) 4.16 Χάρτες αισθητήρα λάμδα 4.17 CO Adj vs. MAP (Pressure) Map- (Συντελεστής διόρθωσης CO συνάρτηση της πίεσης) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο 5.1 Τρόποι επικοινωνίας και προγραμματισμός ΗΜΕ 5.2 Μνήμη 5.3 Programmer 5.4 Emulator (Εξομοιωτής) 5.5 Wideband Sensor Gauge- (Όργανο Wideband) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο Πειραματικό μέρος ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 Η Μέτρηση 2 η Μέτρηση 3 η Μέτρηση 4 η Μέτρηση 5 η Μέτρηση 6η Μέτρηση ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΠΗΓΕΣ Ευχαριστήρια αναφορά [Πληκτρολογήστε κείμενο] 3

4 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο ΠΡΟΛΟΓΟΣ-ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός της εν λόγω πτυχιακής εργασίας είναι η ανάλυση του ηλεκτρονικού συστημάτος διαχείρισης ψεκασμού των βενζινοκινητήρων καθώς και ο προγραμματισμός τους. Αναλύονται, σημαντικά στοιχεία, όπως η περιγραφή της ηλεκτρονικής μονάδας, τους αισθητήρες που υπάρχουν στον κινητήρα, καθώς και τη σύσταση και προσαρμογή μείγματος αλλά και του χρόνου έναυσης. Με αυτή την πτυχιακή εργασία, επίσης, γίνεται επεξήγηση, το πως η λειτουργικότητα, η κατανάλωση καυσίμου καθώς και η απόδοση του βενζινοκινητήρα μπορεί να καθοριστεί και να αλλαχτεί με τα δεδομένα που θα εισάγουμε στην ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης του βενζινοκινητήρα. 1.1 Ιστορική αναδρομή και εξέλιξη του ψεκασμού Το σύστημα fuel injection έχει χρησιμοποιηθεί εμπορικά στις μηχανές ντίζελ από τα μέσα της δεκαετίας του 20. Η έννοια προσαρμόστηκε για τη χρήση στα βενζινοτροφοδοτημένα αεροσκάφη κατά τη διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου και η άμεση έγχυση χρησιμοποιήθηκε σε μερικά ξεχωριστά σχέδια όπως το Daimler-Benz DB 603 και σε πιο πρόσφατες εκδόσεις στο Wright ρ Ένα από τα πρώτα εμπορικά συστήματα εγχύσεων βενζίνης ήταν ένα μηχανικό σύστημα που αναπτύχθηκε από την Bosch και το 1955 εισήχθη στη Mercedes-Benz 300SL. Το 1957 η Chevrolet εισήγαγε μια μηχανική επιλογή fuel injection, που έγινε κοντά στη General Motors στο τμήμα Rochester για τη μηχανή 283 V8. Αυτό το σύστημα κατεύθυνε τον εγκατεστημένο αέρα μηχανών πέρα από έναν «διαμορφωμένο κουτάλι» δύτη, ο οποίος κινήθηκε αναλογικά προς τον όγκο αέρα. Ο δύτης συνέδεσε το μετρητή με το σύστημα καυσίμων που διένειμε μηχανικά τα καύσιμα στους κυλίνδρους μέσω των σωλήνων διανομής. Αυτή η μηχανή παρήγαγε 283 HP (211 kw) από 283 in³ (4,6 L), που την κάνουν μια από τις πρώτες μηχανές παραγωγής στην ιστορία για να υπερβεί 1 hp/in³ (45,5 kw/l), κατόπιν η Μηχανή Chrysler s Hemi και διάφορες άλλες. Σε μια άλλη προσέγγιση, η Mercedes χρησιμοποίησε έξι μεμονωμένους δύτες για να τροφοδοτεί με καύσιμα σε κάθε ένα από τους έξι κυλίνδρους. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 60, άλλα μηχανικά συστήματα εγχύσεων όπως το Hilborn χρησιμοποιήθηκε περιστασιακά σε τροποποιημένες αμερικάνικες μηχανές V8 στις διάφορες εφαρμογές αγώνων drag racing, oval racing και road racing. Αυτά τα συναγωνιζο-παραγόμενα συστήματα δεν ήταν κατάλληλα για την καθημερινή χρήση στους δρόμους. Ένα από το πρώτο ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection ήταν το Electrojector, που αναπτύχθηκε από την Bendix Corporation και εισήχθη το 1958 στη DeSoto Adventurer: αμφισβητήσιμα το πρώτο σύστημα EFI παραγωγής (βαλβίδα-σώμα). Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας πωλήθηκαν στη συνέχεια στη Bosch. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 4

5 Η Bosch ανέπτυξε ένα ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection, αποκαλούμενο D- Jetronic, το οποίο χρησιμοποιήθηκε αρχικά στη VW 1600TL το Αυτό ήταν ένα σύστημα ταχύτητας/πυκνότητας, που χρησιμοποιεί την ταχύτητα μηχανών και την πολλαπλή πυκνότητα αέρα εισαγωγής για να υπολογίσει το ποσοστό μαζικής «ροής» αέρα και τις απαιτήσεις των καυσίμων. Το σύστημα χρησιμοποίησε όλη την αναλογική, ιδιαίτερη ηλεκτρονική και έναν ηλεκτρομηχανικό αισθητήρα πίεσης. Ο αισθητήρας ήταν ευαίσθητος στη δόνηση και στους ρύπους. Αυτό το σύστημα υιοθετήθηκε σύντομα στις εταιρείες VW, Mercedes- Benz, Porsche, Citroën, Saab και Volvo. Η Lucas χορήγησε άδεια στο σύστημα για την παραγωγή με Jaguar. Η Bosch εκτόπισε το σύστημα D-Jetronic με Κ-Jetronic και L-Jetronic συστήματα το 1974, εν τούτοις μερικά αυτοκίνητα (όπως το Volvo 164) που συνέχιζε με D-Jetronic για αρκετά έτη και η General Motors εγκατέστησαν ένα πολύ κοντινό αντίγραφο D- Jetronic σε Cadillacs το Το L-Jetronic εμφανίστηκε αρχικά το 1974 σε Porsche 914 και χρησιμοποιούσε έναν μηχανικό μετρητή ροών αέρος. Αυτή η προσέγγιση απαίτησε πρόσθετους αισθητήρες για να μετρήσει το βαρόμετρο και τη θερμοκρασία για να υπολογίσει τη «μάζα αέρα». Το L-Jetronic υιοθετήθηκε ευρέως στα ευρωπαϊκά αυτοκίνητα εκείνης της περιόδου. Το 1975, οι κανονισμοί εκπομπών της πολιτείας της Καλιφόρνια απαίτησαν από τους κατασκευαστές να μειώσουν εντυπωσιακά τις εκπομπές ρύπων. Η μόνη εφικτή τεχνολογία εκείνης της εποχής που επέτρεψε στους αυτόματους κατασκευαστές να συμμορφωθούν τους νέους κανονισμούς ήταν ο καταλυτικός μετατροπέας. Η GM είχε εφεύρει τον καταλύτη εξάτμισης, που σχεδιάστηκε στο σύστημα εξάτμισης του οχήματος για να προωθήσει τις αντιδράσεις των συστατικών εξάτμισης παρουσία της θερμότητας. Η προσθήκη του καταλύτη μείωσης, μαζί με τον καταλύτη οξείδωσης, είναι μια προσέγγιση αποκαλούμενη σύστημα τριοδικών καταλυτών. Ο καταλύτης μείωσης τοποθετείται προς τα πάνω του καταλύτη οξείδωσης. Η διαδικασία μείωσης ελευθερώνει το οξυγόνο από τις ενώσεις Nox και αυτό το οξυγόνο χρησιμοποιείται έπειτα στον προς τα κάτω καταλύτη για να οξειδώσει τους άκαυτους υδρογονάνθρακες και το μονοξείδιο άνθρακα. Προκειμένου να αξιοποιηθεί μέγιστο ενός 3-way καταλύτη, η άριστη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμα είναι ουσιαστική. Τα συστήματα EFI βελτίωσαν τον έλεγχο καυσίμων σε δύο σημαντικά στάδια: Τα συστήματα ανοικτών βρόχων EFI βελτίωσαν τη διανομή καυσίμων από κύλινδρο σε κύλινδρο, αλλά γενικά είχαν τη φτωχότερη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμου από έναν εξαερωτήρα λόγω της κατασκευής των ζητημάτων ανοχής. Τα κλειστά συστήματα βρόχων EFI βελτίωσαν την αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμου με έναν αισθητήρα οξυγόνου (αισθητήρας λάμδα). Ο αισθητήρας λ, τοποθετείται στο σύστημα εξάτμισης προς τα πάνω του καταλύτη. Ανιχνεύει το υπερβολικό οξυγόνο στο ρεύμα εξάτμισης. Το οξυγόνο δείχνει εάν ο αέρας/τα καύσιμα είναι αδύνατοι ή πλούσιοι της στοιχειομετρικής αναλογίας. Ο αισθητήρας EGO είναι επίσης γνωστός ως αισθητήρας Lambda.Οι [Πληκτρολογήστε κείμενο] 5

6 τρέχουσες εκπομπές εξάτμισης είναι τώρα λιγότερο από 0,1% του προρυθμισμένου επιπέδου τους. Το 1982, η Bosch εισήγαγε έναν αισθητήρα που μετρά άμεσα τη μαζική ροή αέρα στη μηχανή, στο σύστημα L-Jetronic τους. Ο αισθητήρας μαζικού αέρα χρησιμοποιεί ένα θερμασμένο καλώδιο λευκόχρυσου που τοποθετείται στην εισερχόμενη ροή αέρα. Το ποσοστό της ψύξης του καλωδίου είναι ανάλογο προς τη «μάζα αέρα» ρέοντας πέρα από το καλώδιο. Δεδομένου ότι ο αισθητήρας «καυτών καλωδίων» μετρά άμεσα τη μάζα αέρα, η ανάγκη για τους πρόσθετους αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης εξαλείφεται. Το σύστημα LH-Jetronic που χρησιμοποιήθηκε μέχρι και το 1998 ήταν επίσης το πρώτο πλήρως ψηφιακό σύστημα EFI, το οποίο είναι τώρα η τυποποιημένη προσέγγιση. Η εμφάνιση του ψηφιακού μικροεπεξεργαστή επέτρεψε την ένταξη όλων των υποσυστημάτων powertrain σε μια ενιαία ενότητα ελέγχου. Η πλήρης εκμετάλλευση της ψηφιακής επανάστασης έχει βελτιώσει περαιτέρω EFI την αναλογία έλεγχου αέρα/καύσιμων, καθώς επίσης και πολλά άλλα αυτοκίνητα συστήματα ελέγχου ανεξάρτητα από τη μηχανή. 1.2 Πλεονεκτήματα εξέλιξης ηλεκτρονικής μονάδας ψεκασμού Mε την ιστορική εξέλιξη της ηλεκτρονικής μονάδας ελέγχου έχουν επιτευχθεί τα εξής: Ελαχιστοποίηση της κατανάλωσης καυσίμου με σύγχρονη τήρηση χαμηλών ορίων εκπομπής ρύπων, με τη βέλτιστη ηλεκτρονική ρύθμισητης προπορίας έναυσης για κάθε σημείο λειτουργίας. Οικονομία σε καύσιμο, εξαιτίας του ακριβούς υπολογισμού του απαιτούμενουεμπλουτισμού κατά την προθέρμανση, αλλά και του βέλτιστου υπολογισμού της προπορίας έναυσης. Οικονομία σε μέγεθος με ακριβή δοσολογία, ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα, του καυσίμου που απαιτείται για τον εμπλουτισμό του πλήρους φορτίου. Οικονομία καυσίμου λόγω της διακοπής του ψεκασμού κατά την επιβράδυνση του κινητήρα. Αξιόπιστη εκκίνηση του ζεστού και κρύου κινητήρα, με τη βέλτιστη εκκίνηση και την ακριβή ποσότητα εμπλουτισμού που απαιτείται. Ηλεκτρονική σταθεροποίηση στροφών ρελαντί. Βελτιστοποίηση της ισχύος/ροπής σε όλο το φάσμα των στροφών. Έτσι προκύπτουν σημαντικά πλεονεκτήματα κατά την οδήγηση σε χαμηλές στροφές με την υψηλότερη δυνατήταχύτητα στο κιβώτιο (οικονομία καυσίμου). Χαμηλές εκπομπές ρύπων στο καυσαέριο, με βέλτιστη ρύθμιση της ποσότηταςπου ψεκάζεται, καθώς και της προπορίας έναυσης, κατά τις [Πληκτρολογήστε κείμενο] 6

7 διάφορες φάσεις λειτουργίας του κινητήρα (εκκίνηση προθέρμανση, ρελαντί, μερικό φορτίο,επιτάχυνση, επιβράδυνση). Περαιτέρω βελτίωση όσον αφορά στις εκπομπές ρύπων στο καυσαέριο μεεφαρμογή του ελέγχου στοιχειομετρικού μείγματος (λ=1). Μείωση συνολικού κόστους συστήματος, καθώς χρησιμοποιείται μόνο ένας μικροϋπολογιστής (εγκέφαλος) και οι αισθητές και για το σύστημα ελέγχου. Ελαχιστοποίηση των απαιτήσεων συντήρησης του συστήματος έναυσης και έγχυσης. 1.3 Περιγραφή τεχνικών χαρακτηριστικών VW POLO G40 Κινητήρας VW Polo G40 σε τομή.εικ.1 Κινητήρας: Τετρακύλινδρος υδρόψυκτος, κορμός από χυτοσίδηρο με μηχανικό συμπιεστή, τοποθετημένος εγκάρσια, με χρήση μηχανικού συμπιεστή, αλουμινένια κυλινδροκεφαλή και πλατινένιοι σπινθιριστές. Κυλινδροκεφαλή: 8 Βάλβιδη, με 1 εκκεντροφόρο επί κεφαλής, με υδραυλικά ωστήρια Κυλινδρισμός: 1272 κ.εκ Μέγιστη ισχύς: 83Kwστις 6000 στροφές Ροπή: 15ΝΜ στις στροφές Αριθμός κινητήρα: ΡΥ Λόγος συμπίεσης: 8,0:1 Διάμετρος κυλίνδρου: 75mm Διαδρομή εμβόλου: 72mm Εισαγωγή: Σύστημα ψεκασμού πολλαπλού σημείου (Digifant), με χρήση μηχανικού συμπιεστήg-lader και ψυγείο εισαγωγής αέρος (Intercooler) Ηλεκτρικό σύστημα: Digifant, πλήρως ηλεκτρονικά ελεγχόμενο σύστημα Σύστημα εξαγωγής: 3 οδικός καταλύτης με χρήση αισθητήρα λάμδα Καύσιμο λειτουργίας: Τουλάχιστον 95 οκτανίων [Πληκτρολογήστε κείμενο] 7

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο 2.1 Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα Digifant I Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα VW Polo G40 Digifant I B.εικ.2 Ο εγκέφαλος είναι μία ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, η οποία εκτιμά τις πληροφορίες που λαμβάνει από τους αισθητήρες σχετικά με την κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα και μετατρέπει τα στοιχεία αυτά σε ρεύμα ελέγχου του ηλεκτροϋδραυλικού ενεργοποιητή. Η μονάδα ελέγχου είναι κατασκευασμένη με αναλογική ψηφιακή τεχνολογία. Έχει 25 ακροδέκτες στους οποίους καταλήγουν τα σήματα απότους αισθητήρες. Η ρύθμιση του μείγματος γίνεται ηλεκτρονικά. Οι διορθώσεις όμως του μείγματος κατά τη λειτουργία του κινητήρα και ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκεται, γίνεται μεταξύ των αισθητήρων και του εγκεφάλου. 2.2 Ιστορική αναδρομή Hηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα HME αυτοκινήτου πρωτοεμφανίστηκε το 1986 στο VW Transporter T3 στην Αμερικανική αγορά στον κινητήρα των 2.1 λίτρων. Το σύστημα αυτό είχε έλεγχο τόσο του χρόνου έναυσης, που ήταν και στα προηγούμενα μοντέλα ΗΜΕ, όσο και του ψεκασμού. Αυτή η ηλεκτρονική μονάδα τοποθετήθηκε σε πολλά μοντέλατου ομίλου Volkswagen/AudiGroup (VAG) εκείνη την χρονική περίοδο, όπως Polo, Corrado, Golf, Passat, Transporter, Fox. Τα μοντέλα γίνονταν ολοένα και πιο απλά, με την τοποθέτηση κρουστικού αισθητήρα χτυπημάτων (knocksensor), με αποτέλεσμα να παράγονται αυτοκίνητα μεγαλύτερης ισχύος, καθώς και να είναι συμβατά σε χαμηλότερης ποιότητας καύσιμο. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 8

9 2.3 Τι είναι Digifant; Digifant, είναι το σύστημα ελέγχου κινητήρα, που σχεδιάστηκε ώστε να εκμεταλευτεί τις πρώτες γενιές ΗΜΕ (K-Jetronic, L-Jetronic, KE-Jetronic). Οι αλλαγές, έγιναν, έτσι ώστε να μειωθούν οι εκπομπές καυσαερίων και να αυξηθεί η ισχύς των κινητήρων. Κατά την διάρκεια της παραγωγής έγιναν κάποιες αλλαγές, στα δεδομένα της ΗΜΕ, έτσι ώστε να μπορεί να διατεθεί στην αγορά, λόγω αυστηρών κανονισμών ρυπών, όπως έγινε στην California των ΗΠΑ. 2.4 Εσωτερική αρίθμηση ηλεκτρονικών εξαρτημάτων Digifant I Ο Digifant I από κινητήρα VW Polo G40 με κωδικό C.εικ.3 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 9

10 1)MossfetDrivers: Ο αισθητήρας στροφών στέλνει σήμα και ανάλογα τη θέση του κινητήρα, ο mossfetdriver, δίνει στο κατάλληλο μπεκ εντολή να ανοίξει. 2)CPUBox: Μέσα σε αυτό βρίσκονται το DIL των χαρτών και οι δύο επεξεργαστές, ένας καυσίμου και ένας χρονισμού. 3) Ολοκληρωμένα 4) Πυκνωτές, από 10μF μέχρι 25μF. 5) Σωλήνας πίεσης εντολής MAP SENSOR 6)MAP SENSOR 7)Επεξεργαστής Νο1: Είναι υπεύθυνος για την διαχείριση όλων των χαρτών χρονισμού. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 10

11 8)Επεξεργαστής Νο2: Είναι υπεύθυνος για την διαχείριση όλων των χαρτών καυσίμου. 9)Μνήμη DIL28: Πρόκειται για ένα τσιπ, τύπου DIL28 27C256 που περιλαμβάνει όλα τα δεδομένα (χάρτες) για την λειτουργία της ΗΜΕ. 10) Δίοδοι 2.5 Αισθητήρες για την λειτουργία της ΗΜΕ Για την λειτουργία της ΗΜΕ χρησιμοποιούνται μια σειρά δεδομένων από αισθητήρες, οι οποίες εισάγονται στην ΗΜΕ, όπου με τη σειρά της η ΗΜΕ κάνει υπολογισμούς και εξάγει κάποια αποτελέσματα. Οι αισθητήρες όπου στέλνουν σήματα και εισάγονται στην ΗΜΕ, είναι οι εξής: Από τον αισθητήρα MAP. Από τον αισθητήρα CO. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 11

12 Από τον αισθητήρα θερμοκρασίας εισερχόμενου αέρα. Από τους διακόπτες της πεταλούδας, για το σημείο που κινείται η πεταλούδα,ανάμεσα στο ρελαντί, στο μερικό φορτίο και στο φουλ φορτίο. Από το διανομέα, για την ταχύτητα των στροφών του κινητήρα (HALLSENDER). Από τον αισθητήρα, θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού του κινητήρα. Από τον αισθητήρα λάμδα. Αισθητήρας κρουστικής καύσης (KNOCKSENSOR) Όλα αυτά τα σήματα τα δέχεται η ΗΜΕ, τα επεξεργάζεται και μετά εξάγει στους εξής αισθητήρες τα αποτελέσματα: Στα μπεκ. Στο σύστημα έναυσης (IGNITIONSYSTEM). Στο ρελέ της αντλίας καυσίμου. Στο ρελε της ΗΜΕ. Στη βαλβίδα διατήρησης ρελαντί. Ο εγκέφαλος με την σειρά του διατηρεί τις σταθερές τις στροφές στο ρελαντί ανάλογα τη θερμοκρασία του κινητήρα χωρίς αυξομειώσεις, την ποσότητα καυσίμου σε όλες τις φάσεις φορτίων (ρελαντί-μερικό φορτίο-φουλ φορτίο). 2.6 Περιγραφή των αισθητήρων ΑισθητήραςMAP (MAPSENSOR): Ο αισθητήρας MAP (Manifold Absolute Pressure), είναι ενσωματωμένος μέσα στην ΗΜΕ του Digifant και συγκεκριμένα, είναι κολλημένος πάνω στην πλακέτα του εγκεφάλου. Πρόκειται για έναν αισθητήρα, με ικανότητα μέτρησης απόλυτης πίεσης 200kpa. Στο εσωτερικό του, ο αισθητήρας, έχει μια μεμβράνη, όπου ανάλογα την πίεση/ υποπίεση, η μεμβράνη σπρώχνει ένα ποντεσιόμετρο. Στον αισθητήρα MAP, ο εγκέφαλος παρέχει 5V τάσης. Ανάλογα την θέση του ποντεσιομέτρου, η τιμή της τάσης μεταβάλλεται γραμμικά. Η δουλειά του, είναι να παρέχει συνεχείς πληροφόρηση στην ΗΜΕ για την πίεση που επικρατεί μέσα στην πολλαπλή εισαγωγής. Ο εγκέφαλος, με την σειρά του θα μετατρέψει μέσα από μια σειρά υπολογισμών την τάση σε φορτίο. Αισθητήρας MAP στο εσωτερικό της ΗΜΕ.εικ.4 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 12

13 Ο κινητήρας σε συνθήκες σταθερού φορτίου (συνθήκες πορείας) έχει απόλυτη πίεση 40-80kpa, σε συνθήκες πλήρους φορτίου 60 kpa (ανάλογα την πίεση που παρέχει ο μηχανικός υπερτροφοδότης) και σε συνθήκες επιβράδυνσης 0 kpa. Οι πιέσεις αυτές μετατρέπονται σε τάση μεταξύ 0-5V, ανάλογα την πίεση και μεταδίδονται στην HME. Διάγραμμα πίεσης αισθητήρα MAP.εικ.5 Αισθητήρας μονοξειδίου CO: Είναι ένας αισθητήρας, ενσωματωμένος πάνω στο σωλήνα εισαγωγής αέρος του κυκλώματος. Στην ουσία είναι και αυτός ένας αισθητήρας που μετρά μια ποσότητα της μάζας αέρος, στέλνει σήμα 0-5Vστην ΗΜΕ και εκείνη, ρυθμίζει την αναλογία αέρος καυσίμου σε συνθήκες ρελαντί και μερικού φορτίου. Ο αισθητήρας έχει 3 pin. Οι ρυθμίσεις γίνονται με την χρήση αναλυτή 4 αερίων και ανάλογα με την κατάλληλη τιμή σταματάμε την ρύθμιση. Τοποθετούμε ένα πολύμετρο και μετράμε την ωμική αντίσταση μεταξύ των pin 1 & 3. Η τιμή που παίρνουμε είναι περίπου 600 Ω. Αισθητήρας μονοξειδίου.εικ.6 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 13

14 Αισθητήρας εισερχομένου αέρα (IAT): Ο αισθητήρας εισερχομένου αέρα μετρά την θερμοκρασία αέρα που κινείται προς τη μηχανή. Είναι ενσωματωμένος μαζί με τον αισθητήρα μονοξειδίου και συνδέεται με την ΗΜΕ μέσω των pin 1 και 2. Για να ελέγξουμε την καλή λειτουργία του αισθητήρα εισερχομένου αέρα, τοποθετούμε ένα πολύμετρο και μετράμε την ωμική αντίσταση μεταξύ των pin 1 και 2. Οι τιμές που πρέπει να λάβουμε είναι οι εξής: 0C Ω 20C Ω 40 C Ω 60 C Ω 80C Ω Διακόπτες πεταλούδας γκαζιού: Οι διακόπτες πεταλούδας γκαζιού, δίνουν σήμα στην ΗΜΕ, ώστε να γνωρίζει σε τι φάση βρίσκεται ο κινητήρας (ρελαντί-μερικό φορτίο-φουλ φορτίο). Βρίσκονται πάνω στην πεταλούδα και ο μοχλός ανάλογα πατάει τα 2 κουμπιά. Η ΗΜΕ σε αυτή την περίπτωση λειτουργεί 2αδικά Ο και 1. Όταν η πεταλούδα είναι σε συνθήκες ρελαντί (3-5 μοίρες)ανοιχτή, πατιέται ο διακόπτης του ρελαντί, αυτομάτως η ΗΜΕ δέχεται τιμή 1. Όταν γίνεται χρήση γκαζιού (συνθήκες μερικού φορτίου), δεν πατιέται κανένας διακόπτης. Αυτομάτως η ΗΜΕ δέχεται τιμή 0. Όταν γίνεται χρήση τέρμα γκαζιού, πατιέται ο διακόπτης του φουλ φορτίου, συνεπώς η ΗΜΕ δέχεται τιμή 1, σε άλλο pin του εγκεφάλου, με αποτέλεσμα να αλλάζει ο τρόπος υπολογισμού. Πεταλούδα γκαζιού G40-διακρίνουμε την πρίζα του εντολέα και τον διακόπτη στο μοχλό.εικ.7 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 14

15 Αισθητήρας στροφών κινητήρα (HALLSENDER): Την πληροφορία του αριθμού στροφών τη λαμβάνει ένας επαγωγικός σηματοδότης, ο οποίος είναι τοποθετημένος μέσα στον διανομέα. Ο παλμός παράγεται όταν περνάει ρεύμα από τον κεντρικό άξονα του διανομέα και μεταδίδεται μέσω των τεσσάρων άκρων του στεφανιού του αισθητήρα. Μέσω αυτού επιτυγχάνεται παλμός που η ΗΜΕ την μεταφράζει σε στροφές. Το Hall Sender και ο παλμός που παράγει εν λειτουργία.εικ.8 Αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού (CoolantTemperatureSensorECT): Μετράει τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού της μηχανής και στέλνει ένα σήμα στον εγκέφαλο. Με βάση αυτό το σήμα, μέσω κάποιων χαρτών, ο εγκέφαλος κάνει τα μπεκ να ψεκάζουν περισσότερο σε περιπτώσεις ψυχρής εκκίνησης και υπερθέρμανσης του κινητήρα. Όταν η μηχανή ζεσταθεί, μειώνεται η παροχή καυσίμου. Ο αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού της μηχανής βρίσκεται βυθισμένος στο ψυκτικό υγρό. Αποτελείται από μία αντίσταση. Η αντίσταση έχει την ιδιότητα, όταν η θερμοκρασία του ψυκτικού αυξάνεται, να μειώνεται η ωμική αντίσταση. Ο αισθητήρας αυτός ελέγχεται, για να διαπιστωθεί η καλή λειτουργία της, με την χρήση πολυμέτρου. Οι τιμές που πρέπει να λάβουμε είναι οι εξής: 0C Ω 20C Ω 40C Ω 60C Ω 80C Ω 100C Ω Αισθητήρας λάμδα (lamdasensor): Ο αισθητήρας λάμδα φροντίζει ώστε τα ποσοστά των ρύπων στα καυσαέρια να παραμένουν κάτω από τα επιτρεπτά όρια τιμών. Επειδή τοποθετείται στο σύστημα της εξάτμισης του αυτοκινήτου είναι διαρκώς εκτεθειμένος σε υψηλές θερμοκρασίες, σε χημικές επιδράσεις και σε μηχανικές καταπονήσεις (δονήσεις). Γι αυτό το λόγο φθείρεται εύκολα και πρέπει [Πληκτρολογήστε κείμενο] 15

16 να ελέγχεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Αν ο αισθητήρας λάμδα δε λειτουργεί, η ΗΜΕ, για λόγους ασφαλείας θα αυξήσει την ποσότητα ψεκασμού. Τότε οι τιμές των ρύπων θα ξεπεράσουν κατά πολύ τις επιτρεπτές τιμές. Ο λάμδα παρέχει τις πληροφορίες ανατροφοδότησης στην ΗΜΕ και σε συνδυασμό με τον καταλύτη επιτυγχάνει μείωση των εκπομπών καυσαερίων. Ο προσδιορισμός των τιμών στα καυσαέρια από τον αισθητήρα λ γίνεται με έμμεσο τρόπο. Δηλαδή, δε μετράει απευθείας τις τιμές τους, αλλά τις προσδιορίζει μετρώντας τη συγκέντρωση των μορίων του οξυγόνου, που περιέχονται στα καυσαέρια. Αισθητήρας λάμδα.εικ.9 Έτσι αν ανιχνεύσει μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, αυτό σημαίνει ότι το μείγμα που κάηκε ήταν φτωxό- (λ>1), ενώ αν ανιχνεύσει ελάχιστη ως μηδενική ποσότητα οξυγόνου, αυτό σημαίνει ότι το μείγμα που κάηκε ήταν πλούσιo (λ<1). Επειδή, ο αισθητήρας λ μετράει την ποσότητα του οξυγόνου στα καυσαέρια λέγεται και αισθητήρας οξυγόνου. Αρχικά μάλιστα λεγόταν αισθητήρας οξυγόνου αερίων εξαγωγής (Exhaust Gas Oxygen Sensor EGO sensor) Η ποσότητα του οξυγόνου που περιέχεται στα καυσαέρια είναι ανάλογη με τη σύσταση του καυσίμου μείγματος, το οποίο έχει εισαχθεί στον κινητήρα και έχει καεί. Άρα, ο αισθητήρας λ μετρά εκ των υστέρων και με έμμεσο τρόπο τη σύσταση του μείγματος αέρα-βενζίνης. Στις υψηλές θερμοκρασίες, όταν τα μόρια του οξυγόνου έλθουν σε επαφή με την πλατίνα, τότε ιονίζονται. Αν οι συγκεντρώσεις των μορίων του οξυγόνου στα ηλεκτρόδια είναι διαφορετικές, τότε εμφανίζεται μια τάση (διαφορά δυναμικού) μεταξύ τους. Τότε μέσα από το κεραμικό σώμα του αισθητήρα, το οποίο στις υψηλές θερμοκρασίες γίνεται αγώγιμο διέρχονται ιόντα οξυγόνου, δηλαδή συμπεριφέρεται σαν ηλεκτρολύτης. Αν λοιπόν το καύσιμο μείγμα που κάηκε ήταν πλούσιο, τότε δεν θα υπάρχουν μόρια του οξυγόνου στα καυσαέρια, ενώ, αν το μείγμα ήταν φτωχό θα είναι αρκετά. Και στις δυο περιπτώσεις πάντως, τα μόρια του οξυγόνου θα είναι λιγότερα από αυτά του ατμοσφαιρικού αέρα, επομένως θα εμφανίζεται μια τάση μεγαλύτερης ή μικρότερης τιμής ανάμεσα στα ηλεκτρόδια. Σε κάθε περίπτωση, η τάση αυτή μεταφέρεται ως πληροφορία (σήμα) της κατάστασης του καυσίμου μείγματος στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, η οποία με τη σειρά της δίνει εντολή στο σύστημα τροφοδοσίας για διόρθωση της σύστασης του στη στοιχειομετρική (λ=1). Το σήμα (τάση) εξόδου του αισθητήρα λ είναι συνάρτηση της τιμής του λόγου λ και εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία καυσαερίων. Σε θερμοκρασία περίπου 600 o C, αν το μείγμα είναι φτωχό (λ>1), ο αισθητήρας παράγει ένα σήμα (τάση) 100 mv περίπου, ενώ αν το μείγμα είναι πλούσιο, τότε παράγει ένα σήμα 800 mv περίπου. Στη στοιχειομετρική αναλογία (λ=1) του καυσίμου μείγματος ή σε τιμές πάρα πολύ κοντά σε αυτή (λ=1), ο αισθητήρας λ στέλνει ένα σήμα 400 mv, το οποίο αναγνωρίζει η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ως σήμα στοιχειομετρικής αναλογίας του καύσιμου μείγματος. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 16

17 Χαρακτηριστική καμπύλη λειτουργίας αισθητήρα λάμδα.εικ.10 Σύστημα ανοιχτού βρόγχου (openloop) Σε περίπτωση πλήρους φορτίου ή ψυχρής εκκίνησης, οι τιμές του αισθητήρα λάμδα δεν λαμβάνονται υπόψην από την ΗΜΕ, για λόγους ασφαλείας, με αποτέλεσμα η ποσότητα έγχυσης του καυσίμου να είναι ανεξάρτητη από την περιεκτικότητα των ρύπων στα καυσαέρια. Ο λόγος για τον οποίο δεν λαμβάνεται υπόψην είναι ο εξής. Επειδή ο αισθητήρας λάμδα είναι ευαίσθητος, και είναι συνεχώς εκτεθειμένος σε υψηλές θερμοκρασίες και σε απότομες εναλλαγές της θερμότητας (π.χ σε επαφή με το νερό), όπως επίσης και σε κραδασμούς, έχει την τάση να φθείρεται. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την μη ομαλή λειτουργία, συνεπώς το σήμα που παρέχει στην ΗΜΕ να είναι λανθασμένο. Σε περίπτωση πλήρους φορτίου, όπου η απαίτηση σε καύσιμο είναι αυξημένη και οι τιμές του λάμδα κυμαίνονται περίπου στο λ=0.85 αν είχαμε τιμές λ=1 ή ακόμη χειρότερα λ>1 τότε οι συνέπειες θα ήταν καταστροφικές για τον κινητήρα. Σύστημα κλειστού βρόγχου (closedloop) Σε ένα κλειστό σύστημα βρόγχου, ο αισθητήρας λ είναι βασικό εξάρτημα του βρόχου ανατροφοδότησης. Σ αυτά τα συστήματα η ρύθμιση της ποσότητας έγχυσης του καυσίμου γίνεται με βάση (εκτός των άλλων παραμέτρων) και τις πληροφορίες που στέλνει στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ο αισθητήρας λ, σχετικά με την περιεκτικότητα μορίων οξυγόνου στα καυσαέρια (πλούσιο-φτωχό μείγμα). Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ακριβής ρύθμιση του καυσίμου μείγματος (λ=1), με αποτέλεσμα ο βαθμός απόδοσης του καταλυτικού μετατροπέα να υπερβαίνει το 90% και η κατανάλωση καυσίμου να μειώνεται ραγδαία. Το κλειστό σύστημα βρόγχου, στην αρχή της λειτουργίας του κινητήρα, δεν λειτουργεί, διότι ο αισθητήρας λ δεν έχει φτάσει ακόμα στη θερμοκρασία κανονικής λειτουργίας του. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 17

18 Αισθητήρας κρουστικής καύσης (KNOCKSENSOR): Ο αισθητήρας πληροφορεί την ECU για την ύπαρξη κρουστικής καύσης (πυράκια). Είναι τοποθετημένος με κοχλία στο σώμα του κινητήρα, συμμετρικά ανάμεσα στους κυλίνδρους. Βρίσκεται, μεταξύ των κυλίνδρων 2 και 3. Περιέχει ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο, το οποίο σε περίπτωση δόνησης παράγει ένα σήμα τάσης (παλμό). Το πλάτος του παλμού αυξάνεται με την ισχύ της δόνησης. Όταν υπάρχει κρουστική καύση, αυτή παράγει δονήσεις οι οποίες μεταφέρονται μέσω του σώματος του κινητήρα στον αισθητήρα. Οι δονήσεις που οφείλονται σε κρουστική καύση ανάλογα με τον κινητήρα έχουν συχνότητα 5-10 KHz, συνήθως γύρω στα 7 KHz. Όταν η ECU λαμβάνει σήμα 7 KHz από τον αισθητήρα και το μέγεθος της τάσης του σήματος είναι πάνω από ένα όριο (THRESHOLD), τότε αναγνωρίζει κρουστική καύση. Στην περίπτωση αυτή, μειώνει την γωνία του αβάνς κατά ένα βήμα. Αν οι κτύποι συνεχιστούν, τότε η μείωση του αβάνς συνεχίζεται έως το σταμάτημα των κτύπων. Ταυτόχρονα με την μείωση του αβάνς, γίνεται και κάποιος εμπλουτισμός του μείγματος για να αποφευχθεί υπερθέρμανση των καυσαερίων που θα μπορούσε να προκαλέσει καταστροφή του καταλύτη. Στην συνέχεια, μόλις εξαλειφθούν τα πυράκια, το αβάνς αρχίζει να αυξάνεται, έτσι ώστε ο κινητήρας να λειτουργεί στο όριο κτυπήματος και να έχει μέγιστη απόδοση. Αισθητήρας κρουστικής καύσης (KNOCKSENSOR).εικ.11 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 18

19 Παλμογράφημα αισθητήρα KNOCK.εικ.12 Μπεκ-εγχυτήρες (INJECTORS): Οι 4 εγχυτήρες είναι τοποθετημένοι πάνω στην πολλαπλή εισαγωγής. Το ακροφύσιο του μπεκ στοχεύει στον άυλο της εισαγωγής της κυλινδροκεφαλής. Τροφοδοτούνται από την μπεκιέρα, και τα 4 παράλληλα έτσι ώστε να έχουν καλή παροχή. Ο κινητήρας αυτός, φέρει μπεκ των 200cc/min, που είναι ικανά να τροφοδοτήσουν τον κινητήρα με το απαραίτητο καύσιμο στα μεγαλύτερα φορτία του κινητήρα. Ανοίγουν αυτόματα με το σήμα που θα δώσει η ΗΜΕ. Το κύκλωμα λειτουργεί υπό πίεση 3bar. Μ αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνουμε καλό διασκορπισμό του καυσίμου, ακόμη και σε μικρές ποσότητες. Όταν ο κινητήρας σβήσει, ο εγχυτήρας κλείνει στεγανά, μόλις η πίεση καυσίμου πέσει κάτω από την πίεση ανοίγματος των βαλβίδων ψεκασμού. Τομή ενός εγχυτήρα καυσίμου.εικ.14 Με τον τρόπο αυτό, αποφεύγεται η ροή του καυσίμου στο στόμιο της εισαγωγής μετά το σβήσιμο του κινητήρα. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 19

20 Παλμός του εντολέα (mosfet driver) για τη λειτουργία του εγχυτήρα.εικ.13 Σύστημα έναυσης (IGNITIONSYSTEM): Το σύστημα έναυσης αποτελείται από: Πολλαπλασιαστή Διανομέα Μπουζοκαλώδια Σπινθηριστές Πολλαπλασιαστής: Ο πολλαπλασιαστής είναι ένα επαγωγικό πηνίο. Αποτελείται από δύο μονωμένα μεταξύ τους πηνία κατασκευασμένα συνήθως από χαλκό, τα οποία χωρίζει ένα έλασμα. Το πρώτο πηνίο αποτελείται από λίγες σπείρες και σύρμα μεγάλης διαμέτρου. Αυτό το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα χαμηλής τάσης (π.χ 12 V). Το δεύτερο πηνίο αποτελείται από πολλές σπείρες και σύρμα μικρής διαμέτρου. Όταν το πρώτο πηνίο διαρρέεται από ρεύμα, δημιουργείται μαγνητικό πεδίο γύρω του. Η απότομη διακοπή του ρεύματος συνεπάγεται τη δημιουργία υψηλής τάσης στο δεύτερο πηνίο (φαινόμενο επαγωγής). Στους σύγχρονους πολλαπλασιαστές η τάση φτάνει τα V. Για να δημιουργηθεί σπινθήρας στους αναφλεκτήρες σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, μερικές χιλιάδες βολτ θα ήταν αρκετά. Στις συνθήκες, όμως, που επικρατούν στον θάλαμο καύσης κατά τη διάρκεια της συμπίεσης αυτό δεν είναι δυνατό και απαιτείται υψηλότερη τάση. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 20

21 Διανομέας: Ο διανομέας είναι μια συσκευή που αποτελείται από μια περιστρεφόμενη επαφή (ράουλο) και ένα ειδικά κατασκευασμένο κάλυμμα, πάνω στο οποίο τοποθετούνται τα καλώδια των αναφλεκτήρων, οι επαφές και το καλώδιο υψηλής τάσης, το οποίο μεταφέρει το ρεύμα υψηλής τάσης από τον πολλαπλασιαστή. Το ράουλο βρίσκεται σε μόνιμη περιστροφή. Το ράουλο έχει ρυθμιστεί έτσι ώστε να βρίσκεται στην κατάλληλη επαφή με αποτέλεσμα το ρεύμα να περάσει στον σωστό αναφλεκτήρα και να δημιουργηθεί σπινθήρας. Μπουζοκαλώδια: Πρόκειται για καλώδια υψηλής τάσης, που μεταφέρουν το ρεύμα από τον διανομέα στους σπινθηριστές. Το εσωτερικό του καλωδίου αποτελείται από χαλκό ή μείγμα πλατίνας, έτσι ώστε να έχουμε χαμηλή ωμική αντίσταση. Όσο πιο έγκαιρα μεταφέρεται το ρεύμα στους σπινθηριστές τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του κινητήρα. Το εξωτερικό του καλωδίου υψηλής τάσης, αποτελείται από σιλικόνη για όσο το δυνατόν καλύτερη μόνωση από τις υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν στον χώρο του κινητήρα. Σπινθηριστές: Η λειτουργία του αναφλεκτήρα είναι να προκαλεί σπινθήρα αρκετά ισχυρό μέσα στο θάλαμο καύσης, έτσι ώστε να προκαλέσει την καύση του μείγματος αέρα/καύσιμου. Ο αναφλεκτήρας έχει σημαντική επιρροή στη λειτουργία του κινητήρα, καθώς είναι πολύ πιθανό να συμβεί απώλεια σπινθήρα. Πρέπει, επίσης, να επιτρέπει την κρύα εκκίνηση, πρέπει να εγγυάται ότι δε θα υπάρχουν περιπτώσεις απώλειας σπινθήρα κατά την απότομη αύξηση των στροφών του κινητήρα και να αντέχει όταν ο κινητήρας λειτουργεί στη μέγιστη ισχύ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι ανάγκες αυτές πρέπει να εξυπηρετούνται σε όλη τη διάρκεια ζωής του αναφλεκτήρα. Ο αναφλεκτήρας τοποθετείται στο θάλαμο καύσης σε σημείο όσο το δυνατόν ευνοϊκότερο για την έναυση του συμπιεσμένου μείγματος αέρα-καύσιμου. Πρέπει κάτω από όλες τις συνθήκες λειτουργίας να λειτουργεί χωρίς την εμφάνιση διαρροών και χωρίς να συμβαίνει υπερθέρμανση. Ο κινητήρας του PoloG40, είναι εφοδιασμένος με 4 πλατινένιους σπινθηριστές Bosch τύπου W5DP0, που θα εξασφαλίσουν την ομαλή λειτουργία του κινητήρα και θα αποφευχθούν τυχών προαναφλέξεις που θα δημιουργήσουν προβλήματα στα υψηλά φορτία/θερμοκρασίες. Ρελέ αντλίας καυσίμου και ρελέ της ΗΜΕ: Ο ρελέ είναι ένας ηλεκτρικός διακόπτης που ανοίγει και κλείνει ένα ηλεκτρικό κύκλωμα κάτω από τον έλεγχο ενός άλλου ηλεκτρικού κυκλώματος. Είναι ικανός να ελέγχει ένα κύκλωμα εξόδου υψηλότερης ισχύος από το κύκλωμα εισόδου, μπορεί να θεωρηθεί, γενικά, μια μορφή ηλεκτρικού ενισχυτή. Οι δύο αυτοί ρελέ, είναι υπεύθυνοι για την τροφοδότηση ρεύματος προς τις μονάδες τους (ΗΜΕ και αντλίας καυσίμου) αλλά και να προστατεύουν τα αντίστοιχα ηλεκτρικά κυκλώματα τους από τυχών υπερφόρτιση. Όψη ρελέ αντλίας καυσίμου.εικ.14 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 21

22 Βαλβίδα διατήρησης ρελαντί Idlestabilizervalve (ISV): Είναι μια βαλβίδα ελεγχόμενη από τον εγκέφαλο. Η δουλειά της, είναι να διατηρεί σταθερό ρελαντί και ο εγκέφαλος την θέτει σε λειτουργία, όταν ο διακόπτης του ρελαντί, στην πεταλούδα γκαζιού είναι πατημένος. Βρίσκεται κάτω από την πολλαπλή εισαγωγής και είναι ενωμένος με σωλήνες μεταξύ της λεκάνης της πολλαπλής εισαγωγής και των σωληνώσεων εισαγωγής. Στο εσωτερικό της έχει ένα διάφραγμα, όπου πάλλεται ανάλογα την εντολή του εγκεφάλου, για να διατηρείται σταθερό ρελαντί. Βαλβίδα διατήρησης ρελαντί.εικ Διάγραμμα καλωδίωσης κινητήρα ΗΜΕ Όπως προαναφερθήκαμε, στην ΗΜΕ γίνεται εισαγωγή δεδομένων, η ΗΜΕ με την σειρά της κάνει υπολογισμούς, ανάλογα με τα δεδομένα που έχουμε καταχωρήσει στο EPROM και εξάγει κάποια δεδομένα. Η μεταφορά των δεδομένων αυτών, γίνεται μέσω καλωδίων από τους αισθητήρες στην ΗΜΕ και από την ΗΜΕ στους αισθητήρες. Η ΗΜΕ διαθέτει κάποιους ακροδέκτες ώστε να λαμβάνει αυτά τα δεδομένα. Περιλαμβάνει 25 ακροδέκτες, στους οποιους ο κάθε ένας εξάγει ή εισάγει ένα δεδομένο. Στο παρακάτω τμήμα, θα γίνει επεξήγηση της λειτουργίας των ακροδεκτών. Οι ακροδέκτες (PIN) της ΗΜΕ.εικ.16 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 22

23 Επεξήγηση ακροδεκτών 1) Διακόπτης ανάφλεξης: Λειτουργεί και τροφοδοτεί ρεύμα, όταν ο διακόπτης της ανάφλεξης είναι ανοικτός. 2) Θερμαντήρας αισθητήρα λάμδα: Προκειμένου να λειτουργήσει γρηγορότερα ο αισθητήρας λάμδα, στο εσωτερικό του έχει μια αντίσταση που ζεσταίνει το άκρο του. Αυτή η αντίσταση τροφοδοτείται μέχρι να ζεσταθεί ο λάμδα και στη συνέχεια διακόπτει την λειτουργία του (ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 3) Ρελέ αντλίας καυσίμου: Δίνει εντολή στο ρελέ της αντλίας καυσίμου να τεθεί σε λειτουργία. 4) Αισθητήρας κρουστικών χτυπημάτων (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 5) Αισθητήρας μονοξειδίου CO(ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 6) Αισθητήρας θέσης πεταλούδας γκαζιού: Ανάλογα την θέση του αισθητήρα, ρελαντί, μερικό φορτίο, πλήρες φορτίο έχουμε και την κατάλληλη εντολή(εισοδοσ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 7) Αισθητήρας κρουστικών χτυπημάτων (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 8) Αισθητήρας HALL(ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 9) Αισθητήρας εισερχόμενου αέρα (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 10) Αισθητήρας θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού(εισοδοσ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 11) Θέση πεταλούδας γκαζιού: Θέση ρελαντί (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 12) Μπεκ (ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 13) Γείωση. 14) Ρελέ ΗΜΕ: προστατεύει την ΗΜΕ από υπερφόρτωση καθώς την θέτει σε λειτουργία όταν ανοίγουμε τον διακόπτη του κινητήρα. 15) Θέση πεταλούδας γκαζιού: Πλήρες φορτίο (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 16) Δεν υπάρχει σύνδεση. 17) Δεν υπάρχει σύνδεση. 18) Αισθητήρας HALL (ΕΙΣΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 19) Γείωση. 20) Ηλεκτρονική διάγνωση κινητήρα (ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 21) Δεν υπάρχει σύνδεση. 22) Δεν υπάρχει σύνδεση. 23) Ρελέ ΗΜΕ. 24) Στροφόμετρο: Παρέχει ένδειξη για το στροφόμετρο του κοντέρ (ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). 25) Σήμα πολλαπλασιαστή (ΕΞΟΔΟΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ). [Πληκτρολογήστε κείμενο] 23

24 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 Ο 3.1 Επεξήγηση λειτουργίας τετράχρονου βενζινοκινητήρα Χρόνοι καύσης τετράχρονου κινητήρα.εικ.17 Ο τετράχρονος κινητήρας εσωτερικής καύσηςλειτουργεί ως εξής: 1) Με ανοιχτή την βαλβίδα εισόδου το έμβολο κατέρχεται, κατά τον χρόνο εισαγωγής. Το κενό που δημιουργείται προκαλεί αναρρόφηση μείγματος ατμών βενζίνης και αέρα. 2) Το μείγμα συμπιέζεται καθώς το έμβολο ανέρχεται κατά τον χρόνο συμπίεσης με κλειστές βαλβίδες. Με το τέλος του χρόνου αυτού, το μείγμα αναφλέγεται με τη βοήθεια του σπινθηριστή. 3) Κατά τον χρόνο ισχύος οι βαλβίδες παραμένουν κλειστές ενώ η πίεση από την καύση πιέζει την κεφαλή του εμβόλου. 4) Κατά τον χρόνο εξαγωγής, το ανερχόμενο έμβολο αναγκάζει τα προϊόντα της καύσης να εξέλθουν από την ανοιχτή βαλβίδα εξαγωγής. 3.2 Ογκομετρική απόδοση Είναι ένα μέτρο όπου δείχνει το πόσο καλά έχει πληρωθεί με αέρα ο κύλινδρος κατά την ειαγωγή.για παράδειγμα αν έχουμε ένα δίλιτρο κινητήρα ο κάθε κύλινδρος χωράει 500 κ.εκ αέρος προτού η βαλβίδα εισαγωγής κλείσει, τότε έχουμε 100% ογκομετρική απόδοση. Παράλληλα,αν διατεθεί η σωστή ποσότητα καυσίμου και αναφλεγεί την κατάλληλη στιγμή, τότε θα παράγουμε την μεγαλύτερη τιμή ροπής για αυτό τον κύκλο. Επειδή ο κινητήρας δουλεύει σε μεγάλο εύρος στροφών δεν μπορούμε να πετύχουμε 100% Ο.Α σε όλο το φάσμα των στροφών λειτουργίας του κινητήρα. Παράγοντες όπως το προφίλ των εκκεντροφόρων,ο χρονισμός των εκκεντροφόρων, οι απώλειες στεγανότητας των βαλβίδων/κυλίνδρου, η πίεση του συστήματος εξαγωγής συμβάλλουν στο να μειωθεί η Ο.Α. Στην πραγματικότητα η ΜΕΚ έχουν Ο.Α 75% στις χαμηλές στροφές και 90% στις υψηλές. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 24

25 3.3 Υπερπλήρωση εισαγωγής Η υπερπλήρωση εισαγωγής επιτυγχάνεται στις ΜΕΚ με χρήση είτε μηχανικού συμπιεστή είτε με υπερτροφοδότη καυσαερίων. Η λειτουργία των δύο αυτών συστημάτων είναι διαφορετική, αλλά το αποτέλεσμα έιναι κοινό. Η δουλειά που κάνουν είναι να συμπιέζουν τον αέρα που εισάγεται στο κύλινδρο και να παράγουν υψηλότερη από την ατμοσφαιρική πίεση.με το να αυξάνουμε την πίεση βελτιώνουμε την ογκομετρική απόδοση. Στην πραγματικότητα τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Τον πρωταρχικό ρόλο, παίζει η θερμοκρασία εισαγώμενου αέρα. Όταν συμπιέζουμε τον αέρα αυξάνεται η θερμοκρασία του,συνεπώς η πυκνότητα του μειώνεται με αποτέλεσμα να μειώνεται και η μάζα του εισερχόμενου αέρα. Η επιπλέον θερμότητα, αυξάνει την πιθανότητα της προανάφλεξης, όπου είναι καταστροφική για τον κινητήρα. Για να εξουδετερώσουμε την αύξηση της θερμοκρασίας του εισερχόμενου αέρα τοποθετούμε ένα είδος εναλλάκτη αέρος-αέρος ή αέρος-νερού (intercooler). Ανάλογα το μέγεθος και την αποδοτικότητα του intercooler, μειώνονται οι θερμοκρασίες άνω των 100 βαθμών Κελσίου σε βαθμών Κελσίου. Για να μεταφερθεί ο συμπιεζόμενος αέρας στο intercooler χρειάζονται επιπλέον σωληνώσεις, που έχουν σαν συνέπεια απώλεια πιέσεως. Το δυσκολότερο κομμάτι είναι η επιλογή του μεγέθους του συμπιεστή ανάλογα με τον κυβισμό του κινητήρα. Οι συμπιεστές αποδίδουν μόνο σε ένα ορισμένο εύρος στροφών και πίεσης. Όταν ο συμπιεστής λειτουργεί πάνω από το εύρος αυτό,γίνεται μη αποδοτικός, διότι αυξάνεται κατακόρυφα η θερμοκρασία του συμπιεζόμενου αέρα. Όταν ο συμπιεστής λειτουργεί κάτω από το εύρος αυτό, ο συμπιεστής δεν παρέχει στον κινητήρα την κατάλληλη ποσότητα αέρος,με αποτέλεσμα να μην αποδίδει καθόλου. 3.4 Καύση Η καύση γίνεται με την μίξη οξυγόνου(αέρα) και καυσίμου και στην συνέχεια γίνεται έναυση του μείγματος. Η καύση γίνεται υπό ένα μεγάλο εύρος συνθηκών,αλλά η καλύτερη καύση γίνεται όταν έχουμε μία καλά αναμεμειγμένη ποσότητα αέρος/καυσίμου. Ανάλογα την τιμή του μείγματος καθορίζεται,εάν θέλουμε να έχουμε ισχύ,οικονομία ή αύξηση διάρκειας ζωής του κινητήρα.η αναλογία αυτή ονομάζεται στα αγγλικά airfuelratio (AFR). Στοιχειομετρικό ονομάζουμε ένα μείγμα όταν η τιμή του είναι 14,7:1 όπου η τιμή του λάμδα=1. Δηλαδή 14,7/14,7=1. Όταν ψεκάζεται το καύσιμο στον κύλινδρο και αναμειγνύεται με τον αέρα πρέπει να λάβουμε υπόψιν το χρόνο όπου το μείγμα πρέπει να ξεκινήσει να αναφλέγεται. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 25

26 Αυτός ο χρόνος εξαρτάται από την ποσότητα της τιμής του χρονισμού (αβάνς). Υπάρχει ένα πολύ μεγάλο εύρος αβάνς που θα μας επιτρέψει να δουλέψει η μηχανή,αλλά η βέλτιστη τιμή είναι όταν το αβάνς φτάσει στην οριακή περιοχή. Η ποιότητα της καύσης άμεσα επηρεάζει την παραγόμενη ροπή του κινητήρα. Ο στόχος είναι να πετύχουμε την μέγιστη πίεση στον κύλινδρο κατά τον χρόνο της εκτόνωσης και για να συμβεί αυτό,πρέπει το μείγμα να αναφλεγεί καλά,γρήγορα και πλήρως. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι η ανάφλεξη του μείγματος είναι καύση και όχι έκρηξη. Τα εσωτερικά του κινητήρα αντέχουν τις υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις που επικρατούν κατά την ανάφλεξη. 3.5 Ανάφλεξη Κατά τον προγραμματισμό της ΗΜΕ του κινητήρα η ποσότητα (σε μοίρες) του χρονισμού ανάφλεξης, είναι το πιο σημαντικό και το πιο δύσκολο κομμάτι της εργασίας. 3.6 Θεωρία χρονισμού ανάφλεξης (αβάνς) Τι είναι αβάνς; Είναι η γωνία που πρέπει να γυρίσει ο στροφαλοφόρος άξονας, από τη στιγμή που δίνει σπινθήρα το μπουζί έως ότου το έμβολο φτάσει στο Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ). Ο λόγος που ο σπινθήρας της ανάφλεξης δίνεται πριν το ΑΝΣ (προπορεία), είναι γιατί η καύση απαιτεί έναν ορισμένο χρόνο για να ολοκληρωθεί, έτσι ώστε η μέγιστη πίεση στο θάλαμο καύσης να αναπτυχθεί λίγο μετά το ΑΝΣ,οπότε έχουμε και τη μέγιστη απόδοση κινητήρα. Στην ουσία έχουμε μεγαλύτερη εκμετάλλευση του μείγματος αέρος/καυσίμου Οριστικοποίηση ποσότητας αβάνς Η ποσότητα του αβάνς που θα δωθεί είναι ένα σύνθετο θέμα. Είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι η καύση ξεκινάει από τον σπινθηριστή (Άνω μέρος) και καταλήγει στο κάτω μέρος, δηλαδή στο έμβολο. Η καύση διαρκεί ελάχιστα ms. Ο αριθμός τον μοιρών σε ποσότητα αβάνς εξαρτάται από την θέση και το σχήμα του σπινθηριστή, από το σχήμα του εμβόλου, από την ποσότητα του μείγματος αέρος καυσίμου, από το λόγο συμπίεσης, από την ανάμειξη του μείγματος και από το σχήμα των αυλών της κυλινδροκεφαλής. Για να βγάλουμε την μέγιστη ροπή από έναν κινητήρα πρέπει να βεβαιωθούμε, ότι το έμβολο αρχίζει να κινείται προς Κάτω Νεκρό Σημείο (ΚΝΣ). Η πολύ μεγάλη [Πληκτρολογήστε κείμενο] 26

27 ποσότητα αβάνς, αυξάνει υπερβολικά την πίεση κατά την καύση και οδηγεί σε φαινόμενα προανάφλεξης (πυράκια). Μικρότερη ποσότητα αβάνς από την ενδεδειγμένη έχει σαν αποτέλεσμα την μειωμένη ανάπτυξη πίεσης στον θάλαμο καύσης, που συνεπάγεται με μειωμένη απόδοση. Στην ουσία πρέπει να βρούμε την κατάλληλη γωνία χρονισμού όπου θα έχουμε υψηλή τιμή ροπής χωρίς να έχουμε προανάφλεξη. Διάγραμμα πίεσης κυλίνδρου ανάλογα με την γωνία χρονισμού.εικ.18 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 27

28 3.7 ΜΒΤ MBT (maximum advance for best torque). Εύρεση μέγιστου αβάνς για μέγιστη ροπή. Αν βρούμε ότι σε ένα συγκεκριμένο αριθμό στροφών και φορτίου χρειάζονται 30 μοίρες αβάνς, όπου μας δίνει μέγιστη τιμή ροπής και μετατοπίσουμε αυτήν την γωνία, τότε η τιμή της ροπής θα είναι μειωμένη. Αυτό συμβαίνει διότι το μείγμα εισέρχεται στον κύλινδρο σε ένα συγκεκριμένο αριθμό στροφών και φορτίου με μια συγκεκριμένη ταχύτητα με αποτέλεσμα, αν η γωνία χρονισμού είναι μεγαλύτερη από την ιδανική τιμή, τότε κατά την καύση η θερμοκρασία των καυσαερίων είναι αρκετά αυξημένη με αποτέλεσμα να μειώνεται η απόδοση του κινητήρα. Στην αντίθετη περίπτωση αν η γωνία χρονισμού είναι μικρότερη από την ιδανική τιμή, τότε η πίεση στο θάλαμο καύσης δεν είναι ιδανική για να μας αποδόσουν την μέγιστη τιμή ροπής. 3.8 Προανάφλεξη (πυράκια) Αυτανάφλεξη: Είναι μία δεύτερη ανάφλεξη του μείγματος αέρα-βενζίνης μετά την πρώτη ανάφλεξη μέσω του σπινθήρα στο μπουζί. Ο σπινθήρας στο μπουζί ξεκινά την καύση του μείγματος. Καθώς η φλόγα κινείται προς τις τρεις κατευθύνσεις καίγοντας το μείγμα, τα αέρια της καύσης συμπιέζουν τα τμήματα του μείγματος που δεν έχει καεί ακόμη. Η θερμοκρασία τους ανεβαίνει και αυταναφλέγονται πριν προλάβει η φλόγα που ξεκίνησε από το σπινθήρα του μπουζί να φτάσει σε αυτά. Εδώ παίζει ρόλο και ο αριθμός οκτανίων της βενζίνης που χρησιμοποιούμε, περισσότερα οκτάνια, μεγαλύτερη αντοχή της βενζίνης. Η δεύτερη αυτή ανάφλεξη δημιουργεί μία στιγμιαία πολύ υψηλή πίεση στο θάλαμο καύσης του κινητήρα, και αυξάνει τη θερμοκρασία της καύσης. Η πίεση αυτή «χτυπάει» τα τοιχώματα του θαλάμου καύσης και ακούγεται αυτός ο χαρακτηριστικός μεταλλικός ήχος. Συνήθως οφείλεται σε μεγάλη γωνία χρονισμού ανάφλεξης, ή σε κακής ποιότητας καύσιμο. Προανάφλεξη: Είναι η ανάφλεξη του μείγματος αέρα-βενζίνης πριν τη δημιουργία του σπινθήρα στο μπουζί, μετά από αρκετό χρόνο λειτουργίας του κινητήρα με αυταναφλέξεις. Η αυξημένη θερμοκρασία της καύσης με αυταναφλέξεις, συνήθως πυρακτώνει την ακίδα του μπουζί, ή κάποιο υπόλειμμα κάπνας που μπορεί να υπάρχει μέσα στον θάλαμο. Έτσι το μείγμα αέρα-βενζίνης αναφλέγεται πολύ πριν από τη δημιουργία σπινθήρα στο μπουζί. Το μείγμα καίγεται την ώρα που συμπιέζεται κατά τη διάρκεια του 2 ου χρόνου, δημιουργώντας πάρα πολύ υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε προανάφλεξη δεν έχουμε καμία ακουστική ειδοποίηση, όπως τα πυράκια της αυτανάφλεξης. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 28

29 3.9 Ψεκασμός καυσίμου Για να παραχθεί έργο, κατά την καύση χρειάζεται οξυγόνο και καύσιμο.όταν γίνει η καύση του μείγματος αέρος καυσίμου γίνεται μια χημική αντίδραση όπου παράγεται μονοξείδιο,διοξείδιο και υδρογονάνθρακες. Η θερμότητα κάνει το μείγμα να αυξάνει τον όγκο του,να ωθεί το έμβολο προς το ΚΝΣ με αποτέλεσμα να παράγεται ισχύς. Τέλεια καύση έχουμε,όταν η αναλογία αέρος καυσίμου είναι στοιχειομετρική. Στοιχειομετρική, ονομάζουμε την αναλογία όπου η τιμή του μείγματος αέρος καυσίμου είναι 14,7. Η τιμή αυτή,ισούται με λάμδα=1,δηλαδή 14,7/14,7=1. Οι τιμές κάτω του 14,7,θεωρούνται πλουσιότερες (σε καύσιμο),ενώ οι τιμές άνω του 14,7,θεωρούνται φτωχότερες (σε καύσιμο) Αποδοτικότητα καυσίμου (Fuel Efficiency) Ο κινητήρας χρειάζεται διαφορετικές τιμές αβάνς και καυσίμου ανάλογα με τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα. Όσο αυξάνεται η ποσότητα του καυσίμου, η θερμοκρασία του εισερχόμενου αέρα είναι μικρότερη (το καύσιμο μειώνει τη θερμοκρασία του). Υπάρχει όμως και ένα αντίκτυπο. Το μείγμα αν είναι πολύ εμπλουτισμένο κατά την καύση του δεν παράγει ιδανική τιμή ισχύος, διότι μειώνεται η ταχύτητα της φλόγας, δηλαδή αυξάνεται ο χρόνος που γίνεται η καύση. Η αναλογία αέρος καυσίμου, που θα μας δώσει μέγιστη ταχύτητα φλόγας είναι 12 (0,82). Η μεγάλη ταχύτητα φλόγας είναι καλή για δύο λόγους : 1) Αύξάνει τη θερμική απόδοση του κινητήρα και 2) Μειώνει το χρόνο που χρειάζεται για να αναφλεγεί το μείγμα από το άνω μέρος του κυλίνδρου μέχρι το κάτω, δηλ. αυξάνεται ο όγκος των καυσαερίων πιο γρήγορα. Θεωρητικά, η υψηλότερη θερμοκρασία καύσης επιτυγχάνεται με στοιχειομετρικό μείγμα, αλλά στην πραγματικότητα η υψηλότερη θερμοκρασία επιτυγχάνεται με τιμή μείγματος 13 (0,88). Η υψηλή θερμοκρασία καύσης είναι καλή, διότι παράγεται μεγαλύτερη θερμότητα, συνεπώς παράγεται μεγαλύτερη ισχύς. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 29

30 Διάγραμμα μείγματος σε συνάρτηση με την ταχύτητα φλόγας.εικ.19 Διάγραμμα μείγματος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία καύσης.εικ.20 [Πληκτρολογήστε κείμενο] 30

31 Διάγραμμα μείγματος σε συνάρτηση με τη θερμοκρασία καυσαερίων.εικ Αριθμός οκτανίων Ο μεγάλος αριθμός οκτανίων στο καύσιμο (όσον αφορά τον προγραμματισμό της ΗΜΕ του κινητήρα ) είναι ένα μέτρο που αντιστέκεται στη δημιουργία προανάφλεξης. Καύσιμα όπως το μεθάνιο έχει βαθμό οκτανίων 120 τα αεροπορικά καύσιμα (jetfuel), έχουν βαθμό οκτανίων 150. Σε έναν σύγχρονο κινητήρα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν τέτοιου είδους καύσιμα, διότι δεν είναι συμβατά με τον καταλύτη, και βλάπτουν το περιβάλλον. Είναι σημαντικό να αναφέρουμε ότι τροφοδοτόντας έναν κινητήρα με υψηλό βαθμό οκτανίων καύσιμο δεν παράγει μεγαλύτερο αριθμό ισχύος. Η επιπλέον ισχύς παράγεται όταν δίνεται προπορεία στο χάρτη χρονισμού, ώστε να εκμεταλλευτούμε στο έπακρο την καλύτερη αντικρουστική ικανότητά του. Σε περίπτωση που, ένας κινητήρας λειτουργεί με ελάχιστο βαθμό οκτανίων 95RONκαι τροφοδοτηθεί με καύσιμο κακής ποιότητας (μικρότερος βαθμός οκτανίων από το ενδεδειγμένο), αν δημιουργηθεί προανάφλεξη τότε ο αισθητήρας κτυπημάτων (knocksensor) το αντιλαμβάνεται και αυτομάτως μειώνει έναν αριθμό μοιρών (βραδυπορεί) από τον χάρτη χρονισμού. Με αυτό τον τρόπο μας επιτρέπεται να χρησιμοποιήσουμε χαμηλότερης ποιότητας καύσιμο, χωρίς να γίνει ζημιά/καταστροφή του κινητήρα. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 31

32 3.12 Μεταβλητότητα καυσίμου Το καύσιμο που τροφοδοτεί ένα κινητήρα καλείτε να δουλέψει σε μεταβαλλόμενες θερμοκρασίες και βαρομετρικές πιέσεις. Η βενζίνη αποτελείται από ένα σύνθετο μείγμα καυσίμου. Κάποια από αυτά μετατρέπονται σε αέρια μορφή σε χαμηλές θερμοκρασίες και κάποια άλλα παραμένουν υγρά σε υψηλές θερμοκρασίες. Κατά την έναυση του κρύου κινητήρα (ψυχρή εκκίνηση) η ποσότητα αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα είναι πολύ μικρή. Αυτό σημάινει ότι η φυσική ανάμειξη αέρος/καυσίμου είναι λιγότερο αποδοτική λόγω της μικρής κίνησης φορτίου που βοηθάει να διαχωριστούν τα σταγονίδια καυσίμου και να αεριοποιηθούν με το οξυγόνο. Γι αυτό το λόγο κατά την κρύα έναυση το μείγμα αέρος/καυσίμου είναι εξαιρετικά εμπλουτισμένο, διότι κατά την αεριοποίηση των σταγονιδίων του καυσίμου μας δίνεται η δυναμική συμπίεση που δεν έχουμε όταν ο κινητήρας δεν είναι σε λειτουργία. Κατά την ψυχρή εκκίνηση, παρόλο που η ποσότητα του καυσίμου είναι περιττή αποτελεί τον μοναδικό τρόπο εκκίνησης του κινητήρα. Το καύσιμο ανάλογα τη χώρα διάθεσης έχει διαφορετικά στοιχεία μεταβλητότητας Υπερτροφοδοσία καυσίμου.γιατί; Παρατηρώντας τις εξατμίσεις ορισμένων υπερτροφοδοτούμενων (κυρίως) οχημάτων βλέπουμε ότι κατά την επιτάχυνση αποβάλλουν μαύρο καπνό. Αυτό είναι σημάδι ένδειξης υπερτροφοδοσίας καυσίμου. Από την θεωρία που πραναφερθήκαμε η μέγιστη ταχύτητα φλόγας επιτυγχάνεται σε τιμή μείγματος 12,2. Υ πάρχουν όμως δύο πολύ καλοί λόγοι για να έχουμε αναλογία μείγματος πλουσιότερη από 12,2. Υπό την υψηλή ταχύτητα εξόδου των καυσαερίων στις υψηλές στροφές και σε μεγάλα φορτία τα εξαρτήματα που βρίσκονται στο σύστημα εξαγωγής ( π.χ πολλαπλή εξαγωγής, υπερτροφοδότης και αισθητήρας οξυγόνου) είναι εκτεθημένα σε μεγάλες θερμοκρασίες της τάξεος των βαθμούς Κελσίου. Προκιμένου να μην υπερβούν αυτές τις τιμές η θερμοκρασία των καυσαερίων εμπλουτίζουμε το μείγμα για να προστατέψουμε το σύστημα εξαγωγής αλλά και το θάλαμο καύσης (όλα τα κινούμενα μέρη του κινητήρα που έρχονται σε επαφή με την φλόγα). Για τον ίδιο ακριβώς λόγο, μειώνεται η πιθανότητα προανάφλεξης κατά την καύση. Γι αυτό το λόγο οριμένοι προγραμματιστές ρυθμίζουν το κινητήρα να λειτουργεί με μεγάλη ποσότητα καυσίμου για να μπορούν να δώσουν περισσότερη προποπορεία στο χάρτη χρονισμού ( για να μπορέσουν να βελτιώσουν λίγο ακόμα την ισχύ του κινητήρα) και να προστατέψουν τον κινητήρα από υψηλές θερμοκρασίες. Υπάρχει όμως ένα αντίκτυπο στον υπερβολικό ψεκασμό καυσίμου.επειδή το καύσιμο έχει καθαριστικές ιδιότητες όταν το μέιγμα αέρος/καυσίμου είναι μικρότερο από 10.5 τότε η βενζίνη ``πλένει`` το φίλμ λαδίου που έχει δημιουργηθεί στον κύλινδρο (για να προστατεύει τα ελατήρια του εμβόλου) με αποτέλεσμα κατά την λειτουργία του κινητήρα έχουμε φθορά των ελατηρίων, που οδηγεί σε καταστροφή του κινητήρα. [Πληκτρολογήστε κείμενο] 32

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο Επεξήγηση χαρτών. 4.1 Το λογισμικό TunerPro Πρόκειται για ένα πρόγραμμα, το οποίο διατίθεται δωρεάν στο διαδίκτυο και μας επιτρέπει να επεμβαίνουμε στις παραμέτρους της ΗΜΕ. Χρησιμοποιείται ένα αρχείο (xdf), το οποίο αποκωδικοποιεί τα δυαδικά δεδομένα που βρίσκονται στο chip. Παράλληλα, ``ρίχνουμε`` και το αρχείο του chip (bin)και μας εμφανίζονται μια σειρά δεδομένων/χαρτών, που μας δίνουν την πρόσβαση στο να επέμβουμε στα δεδομένα της ΗΜΕ. Όπως προαναφερθήκαμε για τον προγραμματισμό την ΗΜΕ χρησιμοποιούμε μια σειρά χαρτών (καυσίμου, χρονισμού, εμπλουτισμού κ.α),προκειμένου να λειτουργεί σωστά ο κινητήρας και να έχουμε ομαλή συμπεριφορά κατά την οδήγηση σε όλα τα φορτία λειτουργίας.το λογισμικό για την χαρτογράφηση της ΗΜΕ του VW Polo G40, χρησιμοποιούνται 21 χάρτες δεδομένων, εκ των οποίων οι 2 είναι οι βασικοί χάρτες χρονισμού και καυσίμου, καθώς και 1 μονοδιάστατο σημείο όπου βρίσκεται ο περιοριστής στροφών. Οι χάρτες αυτοί είναι οι εξής: [Πληκτρολογήστε κείμενο] 33