Palivový okruh

end-logo
Sdílejte:

RNDr. Bohumil Ferenc, září 2000






   Čerpadla dopravují palivo z nádrže ke
vstřikovacím tryskám. Palivo obsahuje různé nečistoty, které
mohou zhoršit funkci soustavy vstřikování. Proto je v palivovém
potrubí (vedení) zařazen nejprve filtr, který znečisťující
částice zachycuje. Filtr obsahuje palivovou vložku se střední
velikostí pórů 10 um, za kterou je zařazeno sítko. Opěrná deska fixuje filtr v
kovovém pouzdře. Existují i jiné typy filtrů. Např. u provedení
dle obr. 1a je filtrační vložkou
papírový svitek s nastříknutým těsnícím límečkem. Aby se zcela
oddělila strana s nečistotami od vyčistěné, je těsnící límeček
přivařen ke krytu z plastu. Papírový svitek je axiálně fixován
uzavírací zátkou jeho tělíska a opěrnými žebry na víčku
filtru.

Životnost filtru je závislá na
znečištění paliva.
Při výměně filtru musí být bezpodmínečně dodržen směr průtoku
paliva udávaný šipkou na jeho krytu.



   Tlak paliva
dopravovaného ke tryskám musí být za všech podmínek konstantní.
Kolísání tlaku by se okamžitě projevilo na složení směsi. Proto
je důležitou součástí palivového okruhu regulátor tlaku, který
jej udržuje na nastavené velikosti. Provedení tohoto regulátoru,
stejně jako celého palivového okruhu, se liší podle druhu
soustavy vstřikování.

U soustav s centrálním vstřikováním


bývá regulátor tlaku většinou umístěn v nebo na tělese škrtící
klapky. Na obr. 2 je uveden celý
palivový okruh jednoho z nejrozšířenějších systémů, Mono –
Jetronic fy Bosch. Palivo přichází od čerpadla přes filtr ke
vstřikovací trysce a odtud k regulátoru tlaku. Regulátor je
rozdělen membránou z pryžové tkaniny na dolní komoru, kam přitéká
palivo a na horní komoru, ve které se o membránu opírá předepnutá
šroubovicová pružina. Pohyblivě uložená ventilová destička, která
je přes nosič ventilu spojena s membránou, je tlačena silou
pružiny na ventilové sedlo. Když tlak paliva působící na plochu
membrány převýší sílu předepnuté pružiny, která proti němu
působí, je ventilová destička nadzvednuta a uvolněným průtokem
odtéká palivo zpět do nádrže. Parametry pružiny i membrány jsou
zvoleny tak, aby byl regulovaný tlak udržován v úzkém rozmezí i
při velmi rozdílném množství dopravovaného paliva.



   K
tomu přispívá i odvětrávací otvor v horní části pružinové komory,
kterým se do ní přivádí stejný okolní tlak jako v místě vstřiku
tryskou. Tímto se mění zdvih ventilové destičky v závislosti na
dopravovaném a spotřebovávaném množství paliva.

Po zastavení motoru se
přívod paliva ukončí. Zpětný ventil elektrického palivového
čerpadla a ventil regulátoru tlaku se uzavřou, takže tlak v
palivovém přívodu a v hydraulické části se po určitou dobu udrží.
Tím je zabráněno tvoření bublinek v důsledku ohřátí paliva v
přívodu od teplého motoru a tak zajištěn bezpečný nový start.

U vícebodového vstřikování


je palivo přiváděno ke vstřikovacím tryskám jednotlivých válců
přes rozdělovač paliva, aby k nim bylo rovnoměrně rozděleno. Mimo
trysek je k rozdělovači paliva připojen i regulátor tlaku, který
udržuje jeho hodnotu společně pro všechny trysky.



   Provedení rozdělovače paliva je odlišné pro
spojité a časované vstřikování. Vyplývá to z rozdílného průběhu
otevření vstřikovacích trysek. Ty jsou u spojitého vstřikování
otevřeny současně a nepřetržitě po celou dobu startu a chodu
motoru, zatímco u časovaného se okamžiky a délky otevření trysek
mění, zejména v závislosti na otáčkách motoru, ale také podle
druhu vstřikování, tj. simultánní, skupinové nebo sekvenční.



   Rovněž provedení regulátoru tlaku paliva
vychází z použitého druhu vstřikování, ale někdy i z konstrukce
motoru (řadový nebo V-motor).



   U vícebodového vstřikování
do sacího kanálu udržuje regulátor vstřikovací tlak paliva na
stálém rozdílu proti tlaku v sacím potrubí. Tlak paliva je tak
přizpůsobován výkonovému zatížení motoru, od kterého je podtlak
(nebo u přeplňovaných motorů plnící tlak) v potrubí odvozen.
Regulátor tlaku tedy propouští do zpětného (vratného) potrubí
takové množství paliva, aby tlakový spád na vstřikovacích
tryskách, tj. rozdíl tlaku paliva a tlaku v sacím potrubí, byl
stálý. Informace o velikosti podtlaku (tlaku) v sacím potrubí se
k regulátoru tlaku paliva přivádí hadičkou ze zvláštního vývodu,
obdobně jako ke snímači pro řídící jednotku soustavy.

Spojité vstřikování


má trysky otvírané tlakem paliva a vstřikované
množství je řízeno změnou vstupního průřezu do palivového
potrubí, na tzv. regulační štěrbině. Štěrbina je otvírána nebo
uzavírána řídícím pístem v rozdělovači paliva. Poloha řídícího pístu, na níž
závisí průřez, kterým může protékat palivo k ventilům
diferenčního tlaku a z nich ke vstřikovacím tryskám, je měněna
pákou spřaženou s měřící klapkou množství nasávaného vzduchu
(bude pojednáno v dalším). Čím větší množství vzduchu bude
nasáváno, tím větší průřez štěrbiny bude otevřen.



   Proti
pohybu přenášenému z měřící klapky působí hydraulická síla – tlak
paliva přiváděného do rozdělovače. Tlak je řízen regulátorem,
připojeným na konci palivového potrubí, v místě rozbočení k
rozdělovači. Jeho síla umožňuje řídícímu pístu sledovat pohyb
páky měřící klapky. U některých provedení je hydraulická síla
podporována tlačnou pružinou, čímž se zabraňuje nadzvednutí
řídícího pístu vlivem podtlaku v přívodu paliva při chladnutí
soustavy.



   V místě přívodu paliva nad řídící píst je
tlumící tryska, zabraňující kmitání, které může vzniknout
působením sil na měřící klapku (otevírání a uzavírání sacích
ventilů).



   Regulační štěrbinou protéká palivo do horních
komor ventilů diferenčního tlaku, kterých je v rozdělovači paliva
tolik, kolik válců má motor. Každý je přiřazen své regulační
štěrbině.



   Ventily diferenčního tlaku obsahují i dolní
komory, které jsou od horních odděleny membránou. Na rozdíl od
horních komor, kterou jsou navzájem utěsněny, jsou dolní komory
vzájemně propojeny kruhovým vedením a stejným způsobem připojeny
k elektrohydraulickému nastavovači tlaku.



   Ventily
diferenčního tlaku udržují rozdíl tlaku mezi horní a dolní
komorou nezávisle na průtočném množství paliva. Rozdíl tlaku je
zpravidla 20 kPa, takže se dosahuje vysoké přesnosti dávkování
paliva. Rozdíl je určen silou šroubovicové pružiny v dolních
komorách, činným průměrem membrány a působením
elektrohydraulického nastavovače tlaku.



   Podle základního
množství paliva přitékajícího přes regulační štěrbinu do horní
komory se membrána prohne směrem dolů a tak otevře odtokový
průřez ventilu. Na membráně vzniká rovnováha sil mezi tlakem
paliva v horní komoře a silou pružiny spolu s tlakem paliva z
elektrohydraulického nastavovače, které působí v dolní komoře.
Tak je pro každé základní množství paliva udržována regulací
velikost průřezu ventilu.



   Elektrohydraulický nastavovač
mění hodnotu tlaku v dolních komorách ventilů diferenčního tlaku
podle provozního stavu motoru. Ten je vyjádřen proudovým signálem
z řídící jednotky, která jej vytváří zpracováním signálů z
příslušných snímačů veličin, charakterizujících provozní podmínky
motoru. Nastavovač tlaku
namontovaný na rozdělovači paliva, pracuje na principu trysky s
pružnou deskou a ovládá pokles tlaku zmíněným elektrickým
proudem. Na pružné desce se nachází kotva, zavěšená mezi dvěma
dvojitými magnetickými póly. Je tedy uložena bez tření. Jak
patrno z obrázku, v magnetických pólech a jim příslušejících
vzduchových mezerách se překrývají magnetické toky trvalého
magnetu (přerušované čáry na obr. 5) a elektromagnetů (plné
čáry). Magnetické toky procházejí od pólů přes vzduchové mezery
na kotvu a přes ni zpět.



   Ve dvou navzájem diagonálně
ležících vzduchových mezerách se magnetické toky trvalých magnetů
a elektromagnetický tok sčítají a ve dvou zbývajících vzduchových
mezerách odečítají. Na kotvu, která pohybuje pružnou deskou,
působí ve vzduchové mezeře tažná síla úměrná čtverci magnetického
toku.



   Tok trvalého magnetu je konstantní, ale
elektromagnetický tok je úměrný elektrickému proudu ve vinutí
cívky. Proto je výsledný točivý moment úměrný proudu těmito
vinutími.



   Palivo přitékající do nastavovače z palivového
potrubí pod tlakem daným regulátorem, působí na pružné desce
proti magnetickým a mechanickým silám. Mezi přívodem a odvodem
paliva z nastavovače vzniká v řadě za sebou ležících trysek
tlakový rozdíl, který je úměrný proudu elektromagnetů
nastavovače. Tento rozdíl způsobí změnu tlaku v dolních komorách
ventilů diferenčního tlaku.



   O stejnou hodnotu se mění i
tlak v horních komorách a tím i rozdíl mezi tlakem v nich a
tlakem z palivového potrubí (na regulačních štěrbinách). To
ovlivní množství paliva proudícího ke vstřikovacím tryskám.



   Seřizovacím šroubem pro základní moment v
nastavovači tlaku se při stavu bez elektrického proudu vinutími
elektromagnetu nastavuje základní rozdílový tlak tak, aby
odpovídal stechiometrickému složení směsi. Tím je zajištěn
nouzový provoz při závadě elektroniky, ovšem bez korekčních
funkcí.



   Vzhledem k malým elektromagnetickým časovým
konstantám a nízké pohybující se hmotě, nastavovač tlaku reaguje
velmi rychle na změny proudu ve vinutích elektromagnetů.
Obrátí-li se směr proudu, odtáhne kotva pružnou desku pryč od
trysky. Tlak v nastavovači přitom klesne o několik málo kPa a
dojde k uzavření přívodu paliva v horních komorách ventilů
diferenčního tlaku vlivem předepnutí pružin v dolních komorách,
ve kterých je tlak paliva prakticky stejný jako v horních. Tak
lze provádět další funkce elektronického řízení přerušení dodávky
paliva, např. při deceleraci, nebo omezení otáček motoru.



   Tlak paliva přitékajícího do rozdělovače je
určován nastavením regulátoru tlaku soustavy, který je prakticky
k rozdělovači paralelně zařazen. Jak je zřejmé z obr. 4, palivo
čerpané z nádrže do palivového potrubí přichází do střední komory
regulátoru nad membránu, na kterou působí pružina z dolní
komory.



   Jakmile vyvine elektrické palivové čerpadlo při
startu tlak, prohne se membrána regulátoru dolů. Posuvné těleso
ventilu následuje zpočátku membránu, protože ho posouvá
protipružina nacházející se v horní komoře regulátoru. Po krátké
dráze těleso ventilu narazí na pevný doraz a začíná funkce
regulace tlaku.



   Množství paliva, které přitéká zpětnou
větví od rozdělovače může nyní odtékat spolu s množstvím
propuštěným ventilem zpět do palivové nádrže.



   Po
zastavení motoru se vypne elektrické palivové čerpadlo. Tlak v
palivové soustavě poklesne, zpětný ventil v čerpadle uzavře
zpětný odtok paliva z potrubí a ventilový talířek v regulátoru
tlaku se posune zpět do sedla regulátoru. Poklesem tlaku paliva
se uzavřou i vstřikovací trysky.



   Jak patrno z obr. 4, je
součástí palivového okruhu i zásobník paliva. Při činností
čerpadla se do jeho dolní komory přivádí palivo pod tlakem, daným
regulátorem. Při uzavření zpětného odtoku paliva přes střední
komoru regulátoru zůstává otevřena cesta přes rozdělovač paliva a
nastavovač tlaku do dolní komory regulátoru. Pružina v zásobníku
tlaku vytlačí z něj po zastavení motoru určité množství palivo do
uvedené dolní komory regulátoru a tlakem tohoto paliva se posune
těleso ventilu nahoru proti síle protipružiny. Tím se uzavře
odtok paliva z horní komory regulátoru do palivové nádrže.



   Síla protipružiny v horní komoře regulátoru
tlaku se nastaví tak, aby uzavírací tlak regulátoru byl nižší,
než tlak paliva vytlačovaného po zastavení motoru ze zásobníku.
Síla pružiny v horní komoře zásobníku je zvolena tak, aby spolu s
vnějším tlakem, který je do komory přiváděn buď z atmosféry, nebo
z prostoru palivové nádrže, vytvářela tlak vytlačovaného paliva
nižší, než je otevírací tlak vstřikovacích trysek. Palivo v
soustavě zůstává po určitou dobu (je dána zbytkovou těsností
soustavy) po zastavení motoru pod tímto tlakem. Tím se jednak
zabraňuje vytváření bublinek v palivu působením tepla z dílů
motoru a také se usnadňuje opakovaný start motoru za tepla.
Průběh popsaného děje znázorňuje diagram.



   Kromě výše popsané
funkce zásobníku paliva je jeho dalším účelem tlumení pulsací
vznikajících v palivové soustavě činností čerpadla.



Pozn.: Popis funkce a dílů palivového okruhu v části o spojitém
vstřikování se týká systému KE – Jetronic fy Bosch a je zpracován
s využitím textu v knihách „Ottomotor – Management“ fy Bosch a
„Benzineinspritzung und Katalysatortechnik“ vydavatelství Vogel
ze SRN. Podobně je tomu u popisu centrálního vstřikování, jde o
systém Mono – Jetronic fy Bosch.

Časované vstřikování


do sacího kanálu používá rozdělovače paliva, který přivádí
palivo ke všem vstřikovacím tryskách současně. Palivo protéká
rozdělovačem, ze kterého je k tryskám rovnoměrně rozdělováno. Jde
tedy o rozdělovací potrubí, které má současně i funkci zásobníku
paliva. Jeho objem je vůči objemu paliva vstříknutého v průběhu
jednoho pracovního cyklu natolik velký, aby potlačoval kolísání
tlaku způsobeného rezonancemi při otevírání a uzavírání
vstřikovacích trysek. Díky tomu je na všech tryskách stejný
tlakový stav.



   Kromě vstřikovacích trysek bývá na
rozdělovacím potrubí upevněn regulátor tlaku paliva, a to obvykle
na jeho konci. Příklad konstrukčního provedení takového
regulátoru je na obr. 7. Je řešen
jako membránově řízený regulátor s přepadem. Membrána z
pogumované tkaniny rozděluje regulátor tlaku na palivovou a
pružinovou komoru. Pružina tlačí přes ventilový nosič nacházející
se na membráně, na ventilové sedlo. Když tlak paliva působící na
membránu z dolní komory bude větší než protitlak pružiny, otevře
se ventil a zpět do palivové nádrže odpustí tolik paliva, kolik
je potřeba k opětnému vytvoření rovnovážného stavu. Pružinová
komora regulátoru tlaku paliva je spojena hadičkou se sacím
potrubím v místě za škrtící klapkou. Proto na membránu působí
stejné tlakové poměry jako na vstřikovací trysce. Vzhledem k
tomu, že tlakový spád na tryskách závisí na síle pružiny a ploše
membrány, zůstává konstantním.



   Provedení celého
palivového okruhu časovaného vstřikování je uvedeno na obr. 8. Na obrázku a, je soustava s
palivovým čerpadlem umístěným v palivovém potrubí (typ in-line),
na obrázku b, pak s palivovým čerpadle v palivové nádrži.



   V palivovém okruhu řady vozidel, zejména
japonské výroby, bývá v palivovém potrubí umísťován před
rozdělovač paliva tlumič jeho tlaku. Účelem tlumiče tlaku paliva
je minimalizovat hluk vznikající přenášením pulsací paliva,
způsobených taktováním vstřikovacích trysek a periodickými
výtlaky od palivového čerpadla. Tyto pulsace se za určitých
okolností mohou přenášet přes upevnění palivového čerpadla,
palivové potrubí a rozdělovač paliva na palivovou nádrž a
karosérii vozidla.



   Tlumič tlaku paliva, který tento jev
omezuje, má podobnou konstrukci
jako regulátor tlaku. Stejně jako regulátor je i on složen z
palivového a vzduchového prostoru, které jsou odděleny membránou
podepřenou pružinou. Síla pružiny je dimenzována tak, aby se
membrána nadzvedla při dosažení pracovního tlaku paliva.
Měnitelný palivový prostor tak může při tlakových špičkách palivo
odpouštět a při poklesu tlaku tlak zvýšit. Někdy bývá pružinová
komora propojena se sacím potrubím, aby mohl být absolutní tlak
paliva řízen podle proměnného tlaku v tomto potrubí.



   Palivový okruh časovaného vstřikování do
sacích kanálů pro V-motory obsahuje rozdělovač paliva takového
provedení, aby bylo dosaženo stejného tlaku u vstřikovacích
trysek válců obou větví. Rozdělovací potrubí má dvě části, které
jsou spojeny v místě přívodu paliva a k zakončení každé části je
připojen jeden vtok společného regulátoru paliva. Ke každému z
obou ramen rozdělovacího potrubí jsou připojeny vstřikovací
trysky válců jedné větve motoru. Tak je zabezpečeno dosažení
stejného tlaku paliva v obou ramenech rozdělovače paliva.



   U motorů vozidel dřívější výroby je používáno
pro obohacení směsi při studených startech zvláštní vstřikovací
trysky. Tryska vstřikuje palivo do sběrného sacího potrubí
společně pro všechny válce. Doba zapnutí této trysky je časově
omezena teplotně-časovým spínačem, nebo řídící jednotkou soustavy
vstřikování. V obou případech v závislosti na teplotě motoru.
Vstřikování paliva pro obohacení je nepřetržité a probíhá s
časovým omezením. Při déle trvajícím nebo opakovaném startu
tryska již nevstřikuje. I tato vstřikovací tryska je napájena
palivem z rozdělovacího potrubí, obvykle z místa blízko vtoku
paliva do tohoto potrubí.



   Příklad uspořádání palivového
okruhu takového druhu je zjednodušeně zakreslen na obr. 10a. Na obr. 10b je pak řez
regulátorem tlaku paliva pro tento typ palivové soustavy. Z
obrázku je zřejmé, že prakticky jediným rozdílem proti provedení
regulátoru tlaku paliva z obr. 8 je to, že palivo přitéká pod
tlakem do palivové komory dvěma přívody. Jinak je funkce
regulátoru obdobná prvnímu typu.



   Na obr. 11 je provedení trysky studeného
startu používané u systému L – Jetronic fy Bosch. Tryska je
ovládaná elektromagnetem, který po přivedení proudu do jeho
vinutí nadzvedne svoji kotvu a tím uvolní průtok paliva do
rozprašovače trysky. Protože palivo proudí tangenciálně, je
tryskou velmi jemně rozptýleno v nasávaném vzduchu ve společné
části sacího potrubí za škrtící klapkou. V klidovém stavu, tj.
bez proudu ve vinutí elektromagnetu tlačí pružina kotvu proti
těsnění a tryska je tak uzavřena.



   Obdobného způsobu
obohacení směsi při studeném startu je používáno i u spojitého
vstřikování do sacího kanálu. V obou případech je současně s
tryskou studeného startu zapínán i obtok škrtící klapky, kterým
se zvětšuje množství nasávaného volnoběžného vzduchu.



   U
všech zatím popsaných palivových okruhů se nespotřebované palivo
vrací přes regulátor jeho tlaku zpět do palivové nádrže. Je to
zatím nejrozšířenější způsob zajištění dávkování paliva. V
poslední době se ale začínají prosazovat soustavy u kterých není
použito potrubí pro zpětný odvod paliva.



   U těchto
soustav je regulátor tlaku paliva umístěn v bezprostřední
blízkosti palivového čerpadla, obvykle v palivové nádrži. Zpětné
potrubí přivádějící od motoru nespotřebované palivo tak odpadá.
Mimo zmenšení nákladů to vede i ke snížení teploty paliva v
palivové nádrži. To se projeví poklesem emisí uhlovodíků a
zlepšením účinnosti soustavy odvětrávání palivové nádrže.



   U soustav s

přímým vstřikováním paliva do válců


je používáno dvoustupňových palivových okruhů. Na
obr. 12 je zjednodušené schéma
palivového okruhu přímého vstřikování (systém Motronic MED 7 fy
Bosch). V nízkotlaké části palivového okruhu po použito
dvoustupňového palivového čerpadla poháněného elektromotorem,
které je spolu s palivovým filtrem a mechanickým regulátorem
tlaku paliva umístěno v palivové nádrži. Uspořádání vytváří
předtlak 0.35 Mpa, pod kterým je palivo přiváděno k
vysokotlakému čerpadlu, poháněnému spalovacím motorem vozidla.


   Vysokotlaké čerpadlo zvyšuje předtlak z 0.35
Mpa až na 12 Mpa potřebných pro funkci soustavy vstřikování. Jeho
konstrukce musí být taková, aby kolísání výstupního tlaku v
rozdělovacím potrubí bylo minimální.



   Za vysokotlakým
čerpadlem je vložen regulátor tlaku paliva. Na rozdíl od
vstřikování do sacího kanálu je dávkování paliva řízeno nikoliv
délkou otevření trysky, ale změnou velikosti tlaku paliva při
konstantní délce otevření trysky. Proto regulátor tlaku nastavuje
tlak paliva v celé provozní oblasti motoru podle pole
charakteristik v paměti řídící jednotky, v závislosti na
vstupních signálech ze snímačů parametrů motoru, případně i
vnějšího prostředí. Přitom musí být tlak paliva vystupujícího z
regulátoru nezávislý jak na vstřikovaném tak na dopravovaném
množství. Nadbytečné palivo z regulátoru nebývá odváděno zpět do
palivové nádrže, ale k sacímu vstupu vysokotlakého čerpadla. Tím
se zabrání ohřívání paliva v nádrži a zbytečnému zatěžování
soustavy jejího odvětrávání.



   Na obr. 13 je uveden řez jedné z
používaných konstrukcí regulátoru tlaku paliva pro soustavu
přímého vstřikování. Regulátor je namontován bezprostředně na
tělese vysokotlakého radiálního pístového čerpadlo (bylo popsáno
v části 1). Palivo s vysokým tlakem přitéká ke kulovému uzávěru,
který je otevírán elektromagnetem, k jehož vinutí se přivádí
signál z řídící jednotky. Podle délky otevření uzávěru se mění
výstupní tlak paliva z regulátoru.



   Existují i jiné typy
regulátorů lišících se provedením, zpravidla podle druhu
vysokotlakého čerpadla (radiální nebo axiální pístové,
šroubovicové atd.). Princip jejich funkce je však obdobný jako u
popsaného.



   Palivo z regulátoru tlaku se přivádí do
rozdělovacího potrubí, ze kterého jsou napájeny vstřikovací
trysky. Tlak paliva je zde snímán snímačem tlaku, ze kterého se
přivádí kontrolní signál do elektronické řídící jednotky.

Obvody měření nasávaného vzduchu


   Množství paliva pro žádané složení směsi,
které je odměřováno v obvodech její přípravy, musí odpovídat
nasávanému množství vzduchu. Množství nasávaného vzduchu je
měřítkem zatížení motoru a slouží jako hlavní řídící veličina pro
určení základního vstřikovaného množství paliva. Změny zatížení
motoru, které se projevují změnami sání, tak nepůsobí na složení
směsi.



   Soustava přípravy směsi množství nasávaného
vzduchu měří a podle něj pak odměřuje příslušné množství paliva.
S vývojem soustav vstřikování vznikla řada způsobů měření
množství nasávaného vzduchu, které umožňují získat informaci
potřebnou pro řízení dodávky paliva. Liší se tím, že jejich
konstrukční řešení vychází jak z potřeb dosáhnout požadované
přesnosti měření, tak z druhu vstřikování (podobně jako
regulátory tlaku paliva). A v neposlední řadě i z úrovně
technologie elektronické součástkové základny v období vzniku
soustav.

Spojité vstřikování paliva


je nejstarším používaným druhem. U něj je sloučen měřič množství
vzduchu s rozdělovačem množství paliva a s elektrohydraulickým
nastavovačem tlaku. Jejich spojením vznikl díl, jehož provedení
je zřejmé z obr. 14.



   Vzduch nasávaný motorem prochází měřičem jeho
množství. Měřič je vestavěn v sacím potrubí před škrtící klapkou,
sestává ze vzduchového trychtýře a v něm umístěné měřící klapky.
Vzduch, který proudí vzduchovým trychtýřem, vychýlí měřící klapku
z její klidové polohy o hodnotu
závisející na jeho množství. Pákový mechanismus přenáší pohyb
měřící klapky na řídící píst. Ten určuje potřebné základní
množství paliva a to tak, že svojí polohou v tělese uvolní
odpovídající průřez, kterým může protékat palivo k ventilům diferenčního tlaku a následně
ke vstřikovacím tryskám, jak již bylo dříve popsáno (viz obr. 4 a
text k němu). Při malém zdvihu měřící klapky je řídící píst málo
nadzvednut a tím je uvolněn jen malý průřez regulační štěrbiny v
tělese. Při velkém zdvihu klapky uvolní řídící píst větší průřez
regulační štěrbiny.



   Základní přizpůsobení směsi na různé
provozní podmínky motoru je provedeno tvarováním vzduchového trychtýře. Při různém úhlu jeho kužele
je při stejném množství nasávaného vzduchu zdvih měřící klapky
různý. Bude-li např. při určitém množství nasávaného vzduchu
zdvih měřící klapky v trychtýři s kuželem podle obr. 17a
(základní tvar) roven h1, pak při strmějším tvaru kužele (obr.
17b) bude při stejném množství vzduchu zdvih h2 větší a naopak
při plošším tvaru kužele (obr. 17c) a stejném množství vzduchu
zdvih h3 menší. Čím větší bude zdvih, tím bude tedy směs bohatší.
Naopak při vhodném tvarování vzduchového trychtýře s různou
strmostí jeho kužele může být dosaženo rovnoměrného složení směsi
při měnícím se množství nasávaného vzduchu. Tak je tomu u systému
KE – Jetronic fy Bosch, kde je vzduchový trychtýř tvarován tak,
aby v celém pracovním rozsahu motoru bylo složení směsi blízké
stechiometrickému, tj. ..
Nastavení složení směsi se provádí stavěcím šroubem její
bohatosti na pákovém mechanismu měřiče množství vzduchu.



   V
měřiči vzduchu je provedeno opatření proti účinkům nežádoucích
zpětných zápalů, kdy mohou vznikat v sacím potrubí značné tlakové
rázy, při nichž se může měřící klapka vychýlit i to protisměru.
Proto je v měřiči vytvořen odlehčovací průřez a použito listové
pružiny, která navíc zajišťuje nulovou polohu měřící klapky při
zastavení motoru.



   Z výše uvedeného vyplývá, že nastavení
složení směsi je při tomto způsobu prováděno do značné míry
mechanickou regulací. Ta však nepostačuje při zvýšených nárocích
na emise a jízdní vlastnosti vozidla, včetně optimální spotřeby,
zabezpečit jejich splnění. Proto je doplněna elektronickým
řízením, které působí na množství dodávaného paliva
prostřednictvím nastavovače tlaku, jak již bylo popsáno v textu k
obrázkům 4 a 5. Takto prováděná elektronicky ovládaná korekce je
nejen podstatně rychlejší než mechanická regulace, takže
kompenzuje její nedostatky, ale navíc umožňuje zahrnout další
proměnné, jako je krátkodobé obohacení při rychlých změnách
zatížení nebo v závislosti na teplotě motoru, uzavírání přívodu
paliva při deceleraci a to v určitém rozsahu otáček motoru, kdy
dolní hranice otáček se mění podle teploty chladící kapaliny a
další. Některá z těchto opatření budou dále popsána.

Časované vstřikování paliva


   U novějších soustav s časovaným vstřikováním
existuje celá řada způsobů měření množství nasávaného vzduchu,
které lze rozdělit na nepřímé a přímé.



   U nepřímých
způsobů se vlastní množství neměří, ale snímá se jiná veličina,
která rovněž charakterizuje zatížení motoru. Podle ní je pak
řídící jednotkou dávkováno množství vstřikovaného paliva. Aby
regulace byla přesnější, používá se zpravidla více než jedné
veličiny, nejméně dvou, někdy i tří. Jedna z nich je považována
za hlavní a podle ní se stanoví množství paliva na jeden sací
zdvih pístu válce. Toto množství je rozhodující pro požadované
složení směsi. Ostatní veličiny se využívají pro korekci
zmíněného množství paliva v závislosti na stavu vnějšího
prostředí, které ovlivňuje skutečné množství vzduchu.



   Hlavními řídícími veličinami jsou zpravidla
poloha škrtící klapky a tlak v sacím potrubí.

Poloha škrtící klapky


   Natočení škrtící klapky je snímáno snímačem
upevněným obvykle na jejím tělese a spojeným s hřídelem této
klapky. Nejběžnějším typem snímače je potenciometr, který
vyhodnocuje úhel natočení .a přenáší poměr napětí přes odporový obvod do řídicí
jednotky. V řídicí jednotce tento signál slouží pro výpočet
polohy škrtící klapky a pro výpočet rychlosti její úhlové
změny.



   Polohou škrtící klapky je ovlivněna vzduchová
náplň válce a podle ní je také řídící jednotkou vypočítána doba
vstříknutí paliva. Rychlost úhlové změny polohy je potřebná
hlavně při kompenzaci přechodových stavů. Vzduchová náplň se mění
nejsilněji při malých úhlech .škrticí klapky a nízkých otáčkách motoru, tj. ve
volnoběhu a při malém zatížení. Např. úhlová změna
SRC="http://www.mjauto.cz/newdocs/ferenc/fer_mo07/img209.gif" ALT="." width="41" height="21">způsobuje změny vzduchové
náplně a tedy změny složení směsi ., zatímco při větších úhlech škrticí klapky jsou takové
změny jejího natočení zanedbatelné.



   Aby bylo dosaženo
potřebné přesnosti měření při použití potenciometrického snímače
polohy jako hlavního měřiče pro stanovení vstřikovaného množství
paliva, jsou na jeho úhlové rozlišení kladeny vyšší požadavky. Ty
jsou zabezpečovány jednak vylepšením konstrukce snímače, zejména
uložení jeho dílu, ale i použitím dvou potenciometrů s rozdílnými
úhlovými rozsahy. Jeden z nich mění svoji hodnotu od minima do
maxima v rozmezí úhlů natočení škrtící klapky od SRC="http://www.mjauto.cz/newdocs/ferenc/fer_mo07/img211.gif" ALT="." width="18" height="21">do WIDTH=25 HEIGHT=20 ALT=".">a druhý od .do ..



   Vliv rychlosti a směru úhlové změny polohy škrticí
klapky je
podstatný především u centrálního vstřikování, kde se odměřování
směsi pro jednotlivé válce provádí přes sací potrubí. Palivo
přiváděné k válcům má tři různé formy:


   Při volnoběhu a částečném zatížení je v okruhu
sání nízký tlak a palivo je téměř zcela v plynné formě, takže se
vytváří jen velmi málo palivového filmu. Při pootevírání škrtící
klapky tlak stoupá a podíl palivového filmu se zvyšuje. Aby se
zvýšení tvorby palivového filmu při otvírání škrtící klapky
neprojevilo ochuzením směsi, musí se zvýšit dodávka paliva
prodloužením doby otevření vstřikovací trysky.



   Naopak při
uzavírání škrtící klapky dochází ke spotřebovávání palivového
filmu, takže je třeba dobu otevření trysky zkrátit, aby nedošlo k
obohacení směsi.



   Jako příklad potenciometrického snímače
polohy škrtící klapky, zabezpečujícího potřebné parametry, může
sloužit výrobek fy Bosch, jehož provedení je na obr. 19 a schéma zapojení na
obr. 20.



   Poloha škrtící
klapky jako hlavní řídící veličina je zpravidla používána u
soustav centrálního vstřikování. Existují však i výjimky od
tohoto pravidla. Např. vícebodové vstřikování do sacího kanálu,
systém EFI fy Daihatsu, nebo systémy I.A.W. fy Weber, či MEMS
fy Rover používají potenciometrického snímače polohy škrtící
klapky spolu se snímačem tlaku v sacím potrubí.



   Také
systém G5 fy Magneti Marelli využívá kombinace snímače polohy
škrtící klapky se snímačem tlaku v sacím potrubí. Tento systém
řídí množství nasávaného vzduchu dvojitou škrtící klapkou, tj.
přes zdvojený vzduchový kanál v jejím tělese. Tím je dosahováno
přesnějšího řízení složení směsi v celé šíři pracovní oblasti
motoru.



   Snímač tlaku v sacím potrubí dává doplňující
informaci o změnách v sacím potrubí, které ovlivňují složení
směsi a mění se podle otevírání a uzavírání škrtící klapky. Je
používán zejména u starších systémů, jejichž elektronika
nedisponovala potřebnou rychlostí a kapacitou paměti, případně
zpracovávala signály analogově. Oba snímače pracují nezávisle na
sobě, takže je možná jejich současná činnost a nároky na
elektroniku jsou nižší.



   Ale i u moderních systémů se
využívá součinnosti snímače polohy škrtící klapky a snímače tlaku
v sacím potrubí. Jeden způsob, používaný u přeplňovaných motorů
(např. systém Trionic fy Saab), využívá informaci ze snímače
polohy škrtící klapky k řízení plnícího tlaku. Tlak je nastavován
podle zatížení motoru odvozeného od polohy této klapky. Plnícím
tlakem, který je měřen snímačem tlaku v sacím potrubí, se mění
relativní vzduchová náplň válců, na níž závisí moment motoru,
protože podle ní je vypočítáno vstřikované množství paliva.
Relativní náplň je definována jako poměr skutečné náplně k náplni
při normovaných podmínkách (tlak .hPa a teplota
.vzduchu 273 K). Při vyšším tlaku tak bude hmotnost
vzduchové náplně větší. Kromě toho je v systému využíváno
informace o směru a velikosti případné změny polohy škrtící
klapky. Zlomek sekundy před ukončením vstřiku paliva podle
posledního výpočtu jeho doby ověří soustava, zda nedošlo ke změně
polohy škrtící klapky proti té, která byla v době výpočtu, tedy
zda je potřebná korekce délky vstřiku. Při akceleraci se směs
obohacuje prodloužením doby vstřiku, při deceleraci se směs
ochuzuje zkrácením této doby.



   V takové soustavě je
snímač polohy škrticí klapky mechanicky spřažen s klapkou.



   Zatím nejrozšířenější soustavy řízení složení
směsi jsou určeny k nastavování stechiometrické hodnoty potřebné
pro dosažení správné činnosti třísložkových katalyzátorů. Pomocí
katalyzátorů se provádí úprava výfukových plynů motoru, při níž
se škodlivé emise přeměňují na neškodné plyny, zejména na
kysličník uhličitý (CO2). Čím dokonalejší bude příprava směsi,
její spalování a účinnost úpravy výfukových plynů, tím méně bude
emisí CO a HC, ale poroste obsah CO2, který je původcem tzv.
skleníkového jevu v atmosféře. Jedinou cestou, jak dosáhnout jeho
snížení je omezení spotřeby uhlovodíkového paliva. U soustav s
kvantitativní regulací výkonu motoru, tj. se změnou objemu
relativní vzduchové náplně při zachování stechiometrického
složení směsi, je nejužívanější cestou u nepřeplňovaných motorů
provoz s maximálním otevřením škrtící klapky. Ta je v cestě
nasávaného vzduchu a zvýšením aerodynamického odporu v kanálu
sání zbytečně zatěžuje motor a tím zvyšuje spotřebu. Místo
nastavování její polohy prostřednictvím plynového pedálu se pro
přizpůsobení velikosti relativní vzduchové náplně požadovanému
výkonu motoru používá jiných prostředků, jako proměnného časování
ventilů, přepínání délky nebo průměru sacího potrubí, regulace
množství recirkulovaných výfukových plynů, vypínání pracujících
válců motoru, případně i jiné.



   Náplň válců již není
ovládána přímo plynovým pedálem, ale elektronicky řízeným pohonem
ovládaným signálem z řídící jednotky. Ke snímačům veličin
ovlivňujících chod motoru pak přibyde snímač polohy plynového
pedálu. Se škrtící klapkou je mechanicky spojen obdobný snímač,
který je natáčen elektromotorem řízení polohy této klapky spolu s
ní.

Nastavení polohy škrtící klapky nezávisle na vůli
řidiče se uplatňuje i u soustav aktivní bezpečnosti vozidel jako
je protiskluzová regulace hnacích kol a brzdění vozidla, řízení
stabilizace jízdy, protikolizní ochrana atd., které mimo jiné
omezují i výkon motoru, v případě potřeby i natočením škrtící
klapky. Tyto soustavy pracují rovněž nezávisle na vůli řidiče,
takže poloha škrtící klapky je ovládána elektronicky řídící
jednotkou s využitím informací z uvedených soustav.



   U
některých takových soustav je použito dvou snímačů tlaku v sacím
potrubí. Jeden signalizuje potřebu zvýšit výkon motoru, zatímco
druhý, který reaguje s rozdílným rozsahem tlaku, signalizuje
přílišné odlehčení motoru.



   Soustavy s kvalitativní
regulací výkonu motoru, tj. se změnou složení směsi podle jeho
zatížení, pracují v oblasti volnoběhu a malého zatížení s chudými
směsmi, čímž se docílí snížení spotřeby. V těchto režimech je
škrtící klapka maximálně otevřena a do vzduchové náplně ve válci
se při uzavřených ventilech vstřikuje různé množství paliva. Tím
se mění složení směsi.



   Při větším zatížení motoru,
zejména ve vyšších otáčkách, je složení směsi blízké
stechiometrickému a soustava přechází na kvantitativní řízení
složení směsi. Mimo to je třeba pravidelně regenerovat
zásobníkový katalyzátor omezující emise NOx v oblasti chudých
směsí. To se provádí pomocí CO, který se získává krátkodobým
obohacením směsi na hodnotu .. Přitom musí být škrtící klapka téměř uzavřena, aby
nedocházelo k nerovnoměrnému chodu motoru.



   To vše probíhá
bez zásahu řidiče, tedy opět elektronickým ovládáním polohy
škrtící klapky. U těchto soustav může být ovšem použito i jiných
druhů měřičů hustoty nasávaného vzduchu, než snímačů tlaku v
sacím potrubí.



   Snímače polohy škrtící klapky společně s
jiným měřičem množství nasávaného vzduchu se používá i u nových
systémů vybavených vlastní diagnostikou 2. stupně (EOBD nebo
OBD2) a to pro kontrolu funkce hlavního měřiče množství
(hmotnosti nebo objemu) nasávaného vzduchu. Paralelně k výpočtu
doby vstřiku z hmotnosti nasávaného vzduchu se vytváří
porovnávací doba vstřiku z úhlu natočení škrtící klapky a otáček
motoru. Je-li rozdíl obou vypočtených dob vstřiku nepřípustně
velký, je tato nesrovnalost uložena v paměti závad vlastní
diagnostiky soustavy. Během další jízdy vozidla se pak podle
věrohodnosti signálů obou snímačů zjišťuje, který z nich je
vadný. Po bezpečném zjištění závady se pak do paměti závad ukládá
příslušný chybový kód.



   U centrálního vstřikování bývá
přidáván i snímač teploty nasávaného vzduchu. Kromě tlakových
poměrů v sacím potrubí má na tvorbu palivového filmu dosti značný
vliv i teplota. Při nízké teplotě se podíl palivového filmu
přídavně zvyšuje, takže doba otevření vstřikovací trysky se musí
prodloužit. Mimo to má teplota vzduchu i vliv na jeho hustotu,
tj. hmotnost, takže musí být i tento vliv kompenzován změnou
hmotnosti paliva, tj. úpravou doby vstřiku.



   Proto je
snímač teploty používán i u vícebodového vstřikování.

Tlak v sacím potrubí


   U vícebodového vstřikování do sacího kanálu se
problémy výše uvedeného druhu téměř nevyskytují. Proto lze použít
jako hlavní řídící veličiny pro dávkování paliva měřiče
absolutního tlaku v sacím potrubí. U soustav, které používají
jako snímač pro určení množství vstřikovaného paliva jediného
snímače tlaku v sacím potrubí neexistuje žádný matematický vztah
mezi tlakem v sacím potrubí a hmotností nasávaného vzduchu. Pro
výpočet množství vstřikovaného paliva se v řídící jednotce
používá přizpůsobovacího pole charakteristik. Jelikož naměřený
tlak je úměrný objemu, nikoliv hmotnosti, musí být jako
doplňující informace snímána teplota nasávaného vzduchu, která
spolu se známým tlakem a objemem (válce motoru) umožňuje hmotnost
nasávaného vzduchu vypočítat.



   Protože snímač tlaku
nereaguje při větším rozdílu tlaku před a za škrtící klapkou v
přechodových stavech dostatečně rychle, musí být soustava
doplněna o spínače signalizující polohy jejího minimálníno a
maximálního otevření. Při rychlém otevírání zcela uzavřené klapky
zajistí minimální spínač okamžité obohacení směsi. Podobně
reaguje maximální spínač při rychlém plném otevření.



   Výjimkou z tohoto pravidla je systém
centrálního vstřikování PGM – F1 Dual Point fy Honda (byl
částečně popsán v 1. části). U něj není použito žádného snímače
ani spínače polohy škrtící klapky, ale pouze měřiče tlaku v sacím
potrubí za touto klapkou. Jeho signál slouží jako informace pro
řízení činnosti vstřikovacích trysek, jak byla popsána.



   Snímače tlaku v sacím potrubí převádějící tuto
neelektrickou veličinu na elektrickou lze rozdělit do dvou
skupin. První tvoří polovodičové snímače, které využívají
piezorezistivního jevu. Na povrchu křemíkového krystalu,
uloženého v pouzdře snímače, je vytvořen odporový můstek. Vlivem
deformací, které způsobuje tlak přiváděný ke krystalu ze sacího
potrubí, se mění proud protékající můstkem. Proud se následně
zesiluje a zavádí se teplotní kompenzace.



   Druhou skupinu
tvoří snímače využívající membrány, uložené v uzavřené komoře, do
které se přivádí tlak obdobně jako u předchozího typu snímače,
tj. hadičkou od sacího potrubí. Působením tlaku se membrána
deformuje a zasouvá nebo vysouvá jádro cívky rezonančního obvodu,
které je s ní mechanicky spojeno. Tím se mění indukčnost této
cívky a tedy rezonanční kmitočet oscilačního obvodu, jehož je
součástí. Výstupním signálem snímače bude střídavé napětí jehož
kmitočet se mění podle velikosti tlaku působícího na
membránu.



   Jiným typem této skupiny je snímač s Hallovým
prvkem. Na membráně je upevněn magnet a jeho magnetické pole
působící na Hallův prvek se mění vychýlením membrány, která
magnetem posouvá. Změnami tlaku v sacím potrubí se mění intenzita
magnetického pole v místě Hallova prvku a tím i napětí z něj
odebírané. Napětí je tedy úměrné tlaku (podtlaku) v sacím
potrubí.



   Snímače tlaku jsou buď zabudovány do řídící
jednotky motoru, nebo upevněny v blízkosti sacího potrubí,
případně přímo na něm. Snímače, které jsou mimo sací potrubí,
jsou s ním propojeny ohebnou hadičkou z vhodného materiálu.



   Spínače, které předávají elektronické jednotce
signál o koncových polohách škrtící klapky, bývají umístěny ve
společném pouzdře upevněném na sacím potrubí v místě škrtící
klapky a ovládány její hřídelkou. Jako příklad je na obr. 21 spínač koncových poloh fy
Bosch. Kulisa spínače se při otáčení škrtící klapky pohybuje
kolem jeho kontaktů. V koncových polohách volnoběhu nebo plného
zatížení je sepnut vždy jeden z těchto kontaktů.



   Zpřísňování emisních předpisů si vynutilo
přesnější regulaci složení směsi. Přesnost je omezena přesností
měření nasávaného vzduchu. Větší přesnost než způsoby nepřímého
měření poskytují měřiče objemového množství vzduchu (v m SRC="http://www.mjauto.cz/newdocs/ferenc/fer_mo07/img218.gif" WIDTH=9 HEIGHT=20 ALT=".">/h) a měřiče hmotnosti vzduchu
(v kg/h).



   K první skupině patří buď průtokoměr s
náporovou klapkou nebo Karmanův vířivý průtokoměr. Do druhé
skupiny jsou zařazovány měřiče hmotnosti vzduchu se žhaveným
drátem nebo s vyhřívaným filmem.



Drobným nedostatkem
některých soustav vícebodového vstřikování s nepřímým nebo
objemovým měřením množství nasávaného vzduchu je potřeba
sesynchronizovat začátek vstřikování s polohou klikové hřídele,
což může vést k nezbytnému seřízení jejích snímačů.



   Měření množství vzduchu nasátého motorem
zohledňuje různé změny a vlivy na chod motoru, které se mohou
vyskytnout během jeho životnosti, jako např. opotřebení,
usazeniny ve spalovacím prostoru, nebo změny časování a vůlí
motoru.



   Nasávané množství vzduchu prochází nejprve
měřičem, než dojde do motoru, takže měření množství časově
předbíhá skutečnému plnění vzduchu do válců. To umožní při
změnách zatížení motoru v každém okamžiku správně přizpůsobit
směs.

Průtokoměr s náporovou klapkou


je založen na principu měření síly vyvolané prouděním nasávaného
vzduchu proti síle vratné pružiny, která působí na měřící
(náporovou) klapku. Proud vzduchu nasávaného motorem otevírá
náporovou klapku natolik, až
nastane rovnováha mezi tlakem vzduchu a vratnou silou na této
klapce. Pohyb klapky se přenáší na potenciometr, takže každé její
poloze odpovídá určité výstupní napětí, které se přivádí do
řídící jednotky.



   Při vychylování klapky se zvětšuje
volný průřez kanálu. Jeho změny v závislosti na úhlu vychýlení
měřící klapky jsou zvoleny tak, aby při malých množstvích
vzduchu, při kterých je požadována vysoká přesnost měření, byla
největší citlivost měřiče.



   Aby se zabránilo vlivu
pulsování v sacím potrubí pocházejícího od zdvihů jednotlivých
válců a působícího na polohu měřící klapky, je s ní pevně spojena
klapka vyrovnávací. Pulsování tak působí stejnoměrně na obě
klapky. Působící momenty sil jdou proti sobě a měření není nijak
ovlivněno.



   Měřič se
umísťuje mezi vzduchový filtr a škrtící klapku. Jeho součástí je
i snímač teploty nasávaného vzduchu, protože samotné množství
není postačující pro stanovení hmotnosti vzduchu. Ta je, jako u
všech plynů, závislá i na teplotě. K nastavení složení směsi při
volnoběžných otáčkách se používá obtok měřící klapky, která má
být při těchto otáčkách motoru v nulové poloze. Množství
volnoběžného vzduchu, které tak prochází mimo měřič, se nastavuje
šroubem podle složení směsi.



   U některých systémů je
součástí měřiče i spínač zařazený v obvodu elektrického
palivového čerpadla. Je mechanicky spojen s měřící klapkou a
spíná při chodu motoru, kdy je klapka vychýlena nasávaným
vzduchem.

Karmanův vírový průtokoměr


   Jestliže se nasávaný proud vzduchu upraví
laminátorem na laminární a poté se v něm vytvoří pomocí kolíku
vířivé nesymetricky uspořádané vzdušné víry (nazývané Karmanovou
řadou), je jejich četnost úměrná průtoku nasávaného vzduchu.
Četnost se měří ultrazvukovými signály vysílanými napříč proudu
nasávaného vzduchu. Rychlost šíření ultrazvukových signálů je
ovlivňována vzdušnými víry, což je měřeno přijímačem umístěným na
opačné straně kanálu.



   Po zpracování v dalších stupních
přijímače se signál ve formě napěťových impulsů s kmitočtem
úměrným objemu proudu vzduchu přivádí k řídící jednotce.



   Zjednodušené schéma uspořádání takového
snímače, který je prost jakékoliv setrvačnosti, ať mechanické
nebo tepelné, je na obr. 24. Tento
typ je zpravidla používán u vozidel japonských (Mitsubishi) nebo
korejských (Hyunday) výrobců.



   Měřiče hmotnosti
nasávaného vzduchu jsou v podstatě termickými snímači zatížení.
Pracují na principu ochlazování elektricky vyhřívaného tělíska
proudem nasávaného vzduchu. Regulační obvod nastavuje takovou
velikost proudu, aby rozdíl teploty tělíska vzhledem k teplotě
nasávaného vzduchu byl konstantní. Teplota tělíska je přitom
vyšší než teplota vzduchu. Velikost vyhřívacího proudu je pak
úměrná toku vzduchové hmoty.



   Způsob měření zohledňuje i
hustotu vzduchu, která určitým podílem ovlivňuje velikost
odebíraného tepla z ohřívaného tělíska. Proto není potřebný
samostatný snímač teploty nasávaného vzduchu, jako u předešlých
způsobů měření.



   Vyhřívaným tělískem je buď žhavený drát
nebo vyhřívaný film, což je v podstatě elektronický obvod,
zhotovený technologií tzv. tenkých vrstev, pro kterou se používá
termínu film.

Měřič hmotnosti vzduchu se žhaveným drátem


   Princip tohoto měřiče je zřejmý z
obr. 25. V části a jsou
zakresleny jeho hlavní díly a to vyhřívaný drát Rh z platiny o
průměru 70 um ohřívaný na teplotu asi o .C vyšší než má nasávaný vzduch. Drát je
ochlazován hmotoru vzduchu Qm, stejně jako snímač teploty Rk
kompenzující teplotu nasávaného vzduchu. Dále je to přesný měřící
odpor Rm, na který již nasávaný vzduch nepůsobí. Všechny díly
jsou součástmi odporového můstku v obvodu, jehož schéma je v
části b obrázku.



   Vyhřívaný drát Rh a snímač
teploty Rk se v můstku uplatňují jako teplotně závislé odpory.
Průtokem vyhřívacího proudu se na přesném odporu Rm vytváří
napětí Um, úměrné hmotě nasávaného vzduchu. To se přivádí k
řídící jednotce jako signál snímače. Odpory R1 a R2 jsou
kalibrační a slouží k vyvážení můstku při základním
nastavení.



   Aby nedocházelo ke zkreslení měření vlivem
nečistot v nasávaném vzduchu, které se usadí na vyhřívacím drátě,
drát se po vypnutí motoru krátkodobě ohřeje na vysokou teplotu
(na dobu 1s na °C). Tím
se nečistoty spálí nebo odpaří a drát je očištěn.



   V
části c obrázku je provedení měřiče v rozloženém
stavu.

Měřič hmotnosti vzduchu s vyhřívaným filmem


   V tomto měřiči se používá tělíska s tenkou
vrstvou platiny, nebo niklové mřížky potažené kaptonem –
materiálem odolávajícím vysokým teplotám. Jak je zřejmé z
elektrického schématu měřiče na obr.
26
a, není již vyhřívaný odpor Rh součástí můstku, který je v
jednom rameni tvořen odpory R1 a R2, spolu s kompenzačním
snímačem teploty Rk, zatímco v druhém rameni můstku je odpor R3
spolu s teplotně závislým odporem Rs, který vyhodnocuje teplotu
tělíska, tj. odporu Rh.



   Výstupním napětím můstku je
řízen proud protékající vyhřívaným odporem. Tím se mění teplota
tohoto tělíska tak, aby byl můstek opět vyvážen. Chladicím
účinkem nasávaného vzduchu se mění hodnota odporu snímače Rs a
tedy vyvážení můstku. Napětí z můstku Um je tak úměrné hmotnosti
nasávaného vzduchu.



   Konstrukční provedení je zřejmé z
obr. 26b. Všechny prvky důležité pro přechod teploty jsou
uspořádány na keramické destičce po proudu vzduchu. Snímač
průtoku vzduchu Rs je spolu s vyhřívaným odporem Rh oddělen od
ostatních součástí vzduchovou mezerou. Keramická destička nese
všechny tyto odpory zhotovené technologií tenkých vrstev (filmu).
Odtud je název měřiče. Jak je zřejmé z obr. 26c, je tělísko
orientováno tak, aby se součásti nacházely po směru proudu
vzduchu. Touto konstrukcí je zabezpečena dlouhodobá přesnost
měření i bez spalování nečistot.



   Měřiče s vyhřívaným
tělískem mají proti jiným druhům několik významných předností.
Tím, že měří hmotnost vzduchu a nikoliv jeho objem, zjišťují
nejsprávnější fyzikální veličinu vztahující se k řízení
spalovacího procesu. Složení směsi tak bude zcela nezávislé nejen
na teplotě nasávaného vzduchu, ale i na nadmořské výšce, ve
které se může vozidlo nacházet. Tím odpadne potřeba příslušných
snímačů. Další výhodou je, že proud nasávaného vzduchu nemá v
cestě žádnou překážku, jakou je například měřící klapka v
objemovém měřiči. Tak je možné dosáhnout maximálního výkonu
motoru bez vlivu cizího přiškrcování. Aby se mohla hmotnost
vzduchu měřit přesně i při pulsacích v sacím potrubí, je výstupní
signál měřiče ověřován v krátkých časových odstupech, které jsou
závislé na rychlosti mikropočítače řídící jednotky a mohou být až
1 ms.



   Měřič s vyhřívaným filmem je cenově výhodnější,
protože výrobní technologie je levnější, než u snímače s tenkým
platinovým drátkem. Také to, že většina součástí měřícího můstku
je integrována do jediného celku na keramické destičce, takže
kromě chladiče sestává měřič jen z tohoto dílu a ze dvou částí
krytu z umělé hmoty.


Ohodnoťte článek


banner pro vstup do katalogu MJauto
Sdílejte: