Palivový okruh

RNDr. Bohumil Ferenc, září 2000

  •  
    • Soustavy s centrálním vstřikováním
    • Vícebodové vstřikování
    • Spojité vstřikování
    • Časované vstřikování
    • Přímé vstřikováním paliva do válců
  • Obvody měření nasávaného vzduchu
    • Spojité vstřikování paliva
    • Časované vstřikování paliva
    • Poloha ąkrtící klapky
  • Tlak v sacím potrubí
    • Průtokoměr s náporovou klapkou
    • Karmanův vírový průtokoměr
    • Měřič hmotnosti vzduchu se ľhaveným drátem
    • Měřič hmotnosti vzduchu s vyhřívaným filmem
  • Texty k obrázkům

   Čerpadla dopravují palivo z nádrľe ke vstřikovacím tryskám. Palivo obsahuje různé nečistoty, které mohou zhorąit funkci soustavy vstřikování. Proto je v palivovém potrubí (vedení) zařazen nejprve filtr, který znečis»ující částice zachycuje. Filtr obsahuje palivovou vloľku 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 vloľkou 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 ľebry na víčku filtru.

®ivotnost filtru je závislá na znečiątění paliva. Při výměně filtru musí být bezpodmínečně dodrľen směr průtoku paliva udávaný ąipkou na jeho krytu.

   Tlak paliva dopravovaného ke tryskám musí být za vąech podmínek konstantní. Kolísání tlaku by se okamľitě projevilo na sloľení směsi. Proto je důleľitou součástí palivového okruhu regulátor tlaku, který jej udrľuje na nastavené velikosti. Provedení tohoto regulátoru, stejně jako celého palivového okruhu, se liąí podle druhu soustavy vstřikování.

U soustav s centrálním vstřikováním

bývá regulátor tlaku větąinou umístěn v nebo na tělese ąkrtící klapky. Na obr. 2 je uveden celý palivový okruh jednoho z nejroząířenějąích systémů, Mono - Jetronic fy Bosch. Palivo přichází od čerpadla přes filtr ke vstřikovací trysce a odtud k regulátoru tlaku. Regulátor je rozdělen membránou z pryľové tkaniny na dolní komoru, kam přitéká palivo a na horní komoru, ve které se o membránu opírá předepnutá ąroubovicová pruľina. Pohyblivě uloľená ventilová destička, která je přes nosič ventilu spojena s membránou, je tlačena silou pruľiny na ventilové sedlo. Kdyľ tlak paliva působící na plochu membrány převýąí sílu předepnuté pruľiny, která proti němu působí, je ventilová destička nadzvednuta a uvolněným průtokem odtéká palivo zpět do nádrľe. Parametry pruľiny i membrány jsou zvoleny tak, aby byl regulovaný tlak udrľován v úzkém rozmezí i při velmi rozdílném mnoľství dopravovaného paliva.

   K tomu přispívá i odvětrávací otvor v horní části pruľinové 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 mnoľství paliva.

Po zastavení motoru se přívod paliva ukončí. Zpětný ventil elektrického palivového čerpadla a ventil regulátoru tlaku se uzavřou, takľe tlak v palivovém přívodu a v hydraulické části se po určitou dobu udrľí. Tím je zabráněno tvoření bublinek v důsledku ohřátí paliva v přívodu od teplého motoru a tak zajiątěn 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 udrľuje jeho hodnotu společně pro vąechny trysky.

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

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

   U vícebodového vstřikování do sacího kanálu udrľuje regulátor vstřikovací tlak paliva na stálém rozdílu proti tlaku v sacím potrubí. Tlak paliva je tak přizpůsobován výkonovému zatíľení motoru, od kterého je podtlak (nebo u přeplňovaných motorů plnící tlak) v potrubí odvozen. Regulátor tlaku tedy propouątí do zpětného (vratného) potrubí takové mnoľství 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 zvláątního vývodu, obdobně jako ke snímači pro řídící jednotku soustavy.

Spojité vstřikování

má trysky otvírané tlakem paliva a vstřikované mnoľství je řízeno změnou vstupního průřezu do palivového potrubí, na tzv. regulační ątěrbině. ©těrbina je otvírána nebo uzavírána řídícím pístem v rozdělovači paliva. Poloha řídícího pístu, na níľ závisí průřez, kterým můľe protékat palivo k ventilům diferenčního tlaku a z nich ke vstřikovacím tryskám, je měněna pákou spřaľenou s měřící klapkou mnoľství nasávaného vzduchu (bude pojednáno v daląím). Čím větąí mnoľství vzduchu bude nasáváno, tím větąí průřez ątěrbiny bude otevřen.

   Proti pohybu přenáąenému 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 umoľňuje řídícímu pístu sledovat pohyb páky měřící klapky. U některých provedení je hydraulická síla podporována tlačnou pruľinou, čímľ 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 můľe vzniknout působením sil na měřící klapku (otevírání a uzavírání sacích ventilů).

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

   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 udrľují rozdíl tlaku mezi horní a dolní komorou nezávisle na průtočném mnoľství paliva. Rozdíl tlaku je zpravidla 20 kPa, takľe se dosahuje vysoké přesnosti dávkování paliva. Rozdíl je určen silou ąroubovicové pruľiny v dolních komorách, činným průměrem membrány a působením elektrohydraulického nastavovače tlaku.

   Podle základního mnoľství paliva přitékajícího přes regulační ątěrbinu 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 pruľiny spolu s tlakem paliva z elektrohydraulického nastavovače, které působí v dolní komoře. Tak je pro kaľdé základní mnoľství paliva udrľována 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 přísluąných snímačů veličin, charakterizujících provozní podmínky motoru. Nastavovač tlaku namontovaný na rozdělovači paliva, pracuje na principu trysky s pruľnou deskou a ovládá pokles tlaku zmíněným elektrickým proudem. Na pruľné desce se nachází kotva, zavěąená mezi dvěma dvojitými magnetickými póly. Je tedy uloľena bez tření. Jak patrno z obrázku, v magnetických pólech a jim přísluąejících vzduchových mezerách se překrývají magnetické toky trvalého magnetu (přeruąované 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 leľících vzduchových mezerách se magnetické toky trvalých magnetů a elektromagnetický tok sčítají a ve dvou zbývajících vzduchových mezerách odečítají. Na kotvu, která pohybuje pruľnou deskou, působí ve vzduchové mezeře taľná 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 pruľné desce proti magnetickým a mechanickým silám. Mezi přívodem a odvodem paliva z nastavovače vzniká v řadě za sebou leľících 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 ątěrbinách). To ovlivní mnoľství paliva proudícího ke vstřikovacím tryskám.

   Seřizovacím ąroubem pro základní moment v nastavovači tlaku se při stavu bez elektrického proudu vinutími elektromagnetu nastavuje základní rozdílový tlak tak, aby odpovídal stechiometrickému sloľení směsi. Tím je zajiątěn nouzový provoz při závadě elektroniky, ovąem 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 pruľnou 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 pruľin v dolních komorách, ve kterých je tlak paliva prakticky stejný jako v horních. Tak lze provádět daląí funkce elektronického řízení přeruąení 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 nádrľe do palivového potrubí přichází do střední komory regulátoru nad membránu, na kterou působí pruľina z dolní komory.

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

   Mnoľství paliva, které přitéká zpětnou větví od rozdělovače můľe nyní odtékat spolu s mnoľstvím propuątěným ventilem zpět do palivové nádrľe.

   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. Pruľina v zásobníku tlaku vytlačí z něj po zastavení motoru určité mnoľství palivo do uvedené dolní komory regulátoru a tlakem tohoto paliva se posune těleso ventilu nahoru proti síle protipruľiny. Tím se uzavře odtok paliva z horní komory regulátoru do palivové nádrľe.

   Síla protipruľiny v horní komoře regulátoru tlaku se nastaví tak, aby uzavírací tlak regulátoru byl niľąí, neľ tlak paliva vytlačovaného po zastavení motoru ze zásobníku. Síla pruľiny v horní komoře zásobníku je zvolena tak, aby spolu s vnějąím tlakem, který je do komory přiváděn buď z atmosféry, nebo z prostoru palivové nádrľe, vytvářela tlak vytlačovaného paliva niľąí, neľ 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 výąe popsané funkce zásobníku paliva je jeho daląím 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 vyuľitím 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 pouľívá rozdělovače paliva, který přivádí palivo ke vąem 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 vąech 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 řeąen jako membránově řízený regulátor s přepadem. Membrána z pogumované tkaniny rozděluje regulátor tlaku na palivovou a pruľinovou komoru. Pruľina tlačí přes ventilový nosič nacházející se na membráně, na ventilové sedlo. Kdyľ tlak paliva působící na membránu z dolní komory bude větąí neľ protitlak pruľiny, otevře se ventil a zpět do palivové nádrľe odpustí tolik paliva, kolik je potřeba k opětnému vytvoření rovnováľného stavu. Pruľinová komora regulátoru tlaku paliva je spojena hadičkou se sacím potrubím v místě za ąkrtící klapkou. Proto na membránu působí stejné tlakové poměry jako na vstřikovací trysce. Vzhledem k tomu, ľe tlakový spád na tryskách závisí na síle pruľiny a ploąe 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 nádrľi.

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

   Tlumič tlaku paliva, který tento jev omezuje, má podobnou konstrukci jako regulátor tlaku. Stejně jako regulátor je i on sloľen z palivového a vzduchového prostoru, které jsou odděleny membránou podepřenou pruľinou. Síla pruľiny je dimenzována tak, aby se membrána nadzvedla při dosaľení pracovního tlaku paliva. Měnitelný palivový prostor tak můľe při tlakových ąpičkách palivo odpouątět a při poklesu tlaku tlak zvýąit. Někdy bývá pruľinová 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 dosaľeno stejného tlaku u vstřikovacích trysek válců obou větví. Rozdělovací potrubí má dvě části, které jsou spojeny v místě přívodu paliva a k zakončení kaľdé části je připojen jeden vtok společného regulátoru paliva. Ke kaľdému z obou ramen rozdělovacího potrubí jsou připojeny vstřikovací trysky válců jedné větve motoru. Tak je zabezpečeno dosaľení stejného tlaku paliva v obou ramenech rozdělovače paliva.

   U motorů vozidel dřívějąí výroby je pouľíváno pro obohacení směsi při studených startech zvláątní vstřikovací trysky. Tryska vstřikuje palivo do sběrného sacího potrubí společně pro vąechny 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 nepřetrľité a probíhá s časovým omezením. Při déle trvajícím nebo opakovaném startu tryska jiľ 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 zjednoduąeně zakreslen na obr. 10a. Na obr. 10b je pak řez regulátorem tlaku paliva pro tento typ palivové soustavy. Z obrázku je zřejmé, ľe prakticky jediným rozdílem proti provedení regulátoru tlaku paliva z obr. 8 je to, ľe palivo přitéká pod tlakem do palivové komory dvěma přívody. Jinak je funkce regulátoru obdobná prvnímu typu.

   Na obr. 11 je provedení trysky studeného startu pouľívané 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 rozpraąovače trysky. Protoľe palivo proudí tangenciálně, je tryskou velmi jemně rozptýleno v nasávaném vzduchu ve společné části sacího potrubí za ąkrtící klapkou. V klidovém stavu, tj. bez proudu ve vinutí elektromagnetu tlačí pruľina kotvu proti těsnění a tryska je tak uzavřena.

   Obdobného způsobu obohacení směsi při studeném startu je pouľíváno i u spojitého vstřikování do sacího kanálu. V obou případech je současně s tryskou studeného startu zapínán i obtok ąkrtící klapky, kterým se zvětąuje mnoľství nasávaného volnoběľného vzduchu.

   U vąech zatím popsaných palivových okruhů se nespotřebované palivo vrací přes regulátor jeho tlaku zpět do palivové nádrľe. Je to zatím nejroząířenějąí způsob zajiątění dávkování paliva. V poslední době se ale začínají prosazovat soustavy u kterých není pouľito potrubí pro zpětný odvod paliva.

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

   U soustav s

přímým vstřikováním paliva do válců

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

   Vysokotlaké čerpadlo zvyąuje předtlak z 0.35 Mpa aľ 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 vloľen 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 vnějąího prostředí. Přitom musí být tlak paliva vystupujícího z regulátoru nezávislý jak na vstřikovaném tak na dopravovaném mnoľství. Nadbytečné palivo z regulátoru nebývá odváděno zpět do palivové nádrľe, ale k sacímu vstupu vysokotlakého čerpadla. Tím se zabrání ohřívání paliva v nádrľi a zbytečnému zatěľování soustavy jejího odvětrávání.

   Na obr. 13 je uveden řez jedné z pouľívaných 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 jehoľ vinutí se přivádí signál z řídící jednotky. Podle délky otevření uzávěru se mění výstupní tlak paliva z regulátoru.

   Existují i jiné typy regulátorů liąících se provedením, zpravidla podle druhu vysokotlakého čerpadla (radiální nebo axiální pístové, ąroubovicové atd.). Princip jejich funkce je vąak 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

   Mnoľství paliva pro ľádané sloľení směsi, které je odměřováno v obvodech její přípravy, musí odpovídat nasávanému mnoľství vzduchu. Mnoľství nasávaného vzduchu je měřítkem zatíľení motoru a slouľí jako hlavní řídící veličina pro určení základního vstřikovaného mnoľství paliva. Změny zatíľení motoru, které se projevují změnami sání, tak nepůsobí na sloľení směsi.

   Soustava přípravy směsi mnoľství nasávaného vzduchu měří a podle něj pak odměřuje přísluąné mnoľství paliva. S vývojem soustav vstřikování vznikla řada způsobů měření mnoľství nasávaného vzduchu, které umoľňují získat informaci potřebnou pro řízení dodávky paliva. Liąí se tím, ľe jejich konstrukční řeąení vychází jak z potřeb dosáhnout poľadované 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 nejstarąím pouľívaným druhem. U něj je sloučen měřič mnoľství vzduchu s rozdělovačem mnoľství paliva a s elektrohydraulickým nastavovačem tlaku. Jejich spojením vznikl díl, jehoľ provedení je zřejmé z obr. 14.

   Vzduch nasávaný motorem prochází měřičem jeho mnoľství. Měřič je vestavěn v sacím potrubí před ąkrtící 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 mnoľství. Pákový mechanismus přenáąí pohyb měřící klapky na řídící píst. Ten určuje potřebné základní mnoľství paliva a to tak, ľe svojí polohou v tělese uvolní odpovídající průřez, kterým můľe protékat palivo k ventilům diferenčního tlaku a následně ke vstřikovacím tryskám, jak jiľ 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 ątěrbiny v tělese. Při velkém zdvihu klapky uvolní řídící píst větąí průřez regulační ątěrbiny.

   Základní přizpůsobení směsi na různé provozní podmínky motoru je provedeno tvarováním vzduchového trychtýře. Při různém úhlu jeho kuľele je při stejném mnoľství nasávaného vzduchu zdvih měřící klapky různý. Bude-li např. při určitém mnoľství nasávaného vzduchu zdvih měřící klapky v trychtýři s kuľelem podle obr. 17a (základní tvar) roven h1, pak při strmějąím tvaru kuľele (obr. 17b) bude při stejném mnoľství vzduchu zdvih h2 větąí a naopak při ploąąím tvaru kuľele (obr. 17c) a stejném mnoľství vzduchu zdvih h3 menąí. Čím větąí bude zdvih, tím bude tedy směs bohatąí. Naopak při vhodném tvarování vzduchového trychtýře s různou strmostí jeho kuľele můľe být dosaľeno rovnoměrného sloľení směsi při měnícím se mnoľství nasávaného vzduchu. Tak je tomu u systému KE - Jetronic fy Bosch, kde je vzduchový trychtýř tvarován tak, aby v celém pracovním rozsahu motoru bylo sloľení směsi blízké stechiometrickému, tj. .. Nastavení sloľení směsi se provádí stavěcím ąroubem její bohatosti na pákovém mechanismu měřiče mnoľství vzduchu.

   V měřiči vzduchu je provedeno opatření proti účinkům neľádoucích zpětných zápalů, kdy mohou vznikat v sacím potrubí značné tlakové rázy, při nichľ se můľe měřící klapka vychýlit i to protisměru. Proto je v měřiči vytvořen odlehčovací průřez a pouľito listové pruľiny, která navíc zajią»uje nulovou polohu měřící klapky při zastavení motoru.

   Z výąe uvedeného vyplývá, ľe nastavení sloľení směsi je při tomto způsobu prováděno do značné míry mechanickou regulací. Ta vąak nepostačuje při zvýąených nárocích na emise a jízdní vlastnosti vozidla, včetně optimální spotřeby, zabezpečit jejich splnění. Proto je doplněna elektronickým řízením, které působí na mnoľství dodávaného paliva prostřednictvím nastavovače tlaku, jak jiľ bylo popsáno v textu k obrázkům 4 a 5. Takto prováděná elektronicky ovládaná korekce je nejen podstatně rychlejąí neľ mechanická regulace, takľe kompenzuje její nedostatky, ale navíc umoľňuje zahrnout daląí proměnné, jako je krátkodobé obohacení při rychlých změnách zatíľení 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 daląí. Některá z těchto opatření budou dále popsána.

Časované vstřikování paliva

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

   U nepřímých způsobů se vlastní mnoľství neměří, ale snímá se jiná veličina, která rovněľ charakterizuje zatíľení motoru. Podle ní je pak řídící jednotkou dávkováno mnoľství vstřikovaného paliva. Aby regulace byla přesnějąí, pouľívá se zpravidla více neľ jedné veličiny, nejméně dvou, někdy i tří. Jedna z nich je povaľována za hlavní a podle ní se stanoví mnoľství paliva na jeden sací zdvih pístu válce. Toto mnoľství je rozhodující pro poľadované sloľení směsi. Ostatní veličiny se vyuľívají pro korekci zmíněného mnoľství paliva v závislosti na stavu vnějąího prostředí, které ovlivňuje skutečné mnoľství vzduchu.

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

Poloha ąkrtící klapky

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

   Polohou ąkrtící 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 .ąkrticí klapky a nízkých otáčkách motoru, tj. ve volnoběhu a při malém zatíľení. Např. úhlová změna .způsobuje změny vzduchové náplně a tedy změny sloľení směsi ., zatímco při větąích úhlech ąkrticí klapky jsou takové změny jejího natočení zanedbatelné.

   Aby bylo dosaľeno potřebné přesnosti měření při pouľití potenciometrického snímače polohy jako hlavního měřiče pro stanovení vstřikovaného mnoľství paliva, jsou na jeho úhlové rozliąení kladeny vyąąí poľadavky. Ty jsou zabezpečovány jednak vylepąením konstrukce snímače, zejména uloľení jeho dílu, ale i pouľitím dvou potenciometrů s rozdílnými úhlovými rozsahy. Jeden z nich mění svoji hodnotu od minima do maxima v rozmezí úhlů natočení ąkrtící klapky od .do .a druhý od .do ..

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

  • Palivový plyn, vznikající ve vstřikovací jednotce nebo v sacím potrubí odpařováním palivového filmu z jeho stěn. Pohybuje se rychlostí nasávaného vzduchu.
  • Pára, tj. kapičky paliva, která se pohybuje poněkud menąí rychlostí neľ nasávaný vzduch a přispívá částečně k vytváření palivového filmu.
  • Kapalina - palivový film na stěnách sacího potrubí, který je do spalovacího prostoru přiváděn s časovým zpoľděním.

   Při volnoběhu a částečném zatíľení je v okruhu sání nízký tlak a palivo je téměř zcela v plynné formě, takľe se vytváří jen velmi málo palivového filmu. Při pootevírání ąkrtící klapky tlak stoupá a podíl palivového filmu se zvyąuje. Aby se zvýąení tvorby palivového filmu při otvírání ąkrtící klapky neprojevilo ochuzením směsi, musí se zvýąit dodávka paliva prodlouľením doby otevření vstřikovací trysky.

   Naopak při uzavírání ąkrtící klapky dochází ke spotřebovávání palivového filmu, takľe je třeba dobu otevření trysky zkrátit, aby nedoąlo k obohacení směsi.

   Jako příklad potenciometrického snímače polohy ąkrtící klapky, zabezpečujícího potřebné parametry, můľe slouľit výrobek fy Bosch, jehoľ provedení je na obr. 19 a schéma zapojení na obr. 20.

   Poloha ąkrtící klapky jako hlavní řídící veličina je zpravidla pouľívána u soustav centrálního vstřikování. Existují vąak 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 pouľívají potenciometrického snímače polohy ąkrtící klapky spolu se snímačem tlaku v sacím potrubí.

   Také systém G5 fy Magneti Marelli vyuľívá kombinace snímače polohy ąkrtící klapky se snímačem tlaku v sacím potrubí. Tento systém řídí mnoľství nasávaného vzduchu dvojitou ąkrtící klapkou, tj. přes zdvojený vzduchový kanál v jejím tělese. Tím je dosahováno přesnějąího řízení sloľení směsi v celé ąíři pracovní oblasti motoru.

   Snímač tlaku v sacím potrubí dává doplňující informaci o změnách v sacím potrubí, které ovlivňují sloľení směsi a mění se podle otevírání a uzavírání ąkrtící klapky. Je pouľíván zejména u starąích systémů, jejichľ elektronika nedisponovala potřebnou rychlostí a kapacitou paměti, případně zpracovávala signály analogově. Oba snímače pracují nezávisle na sobě, takľe je moľná jejich současná činnost a nároky na elektroniku jsou niľąí.

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

   V takové soustavě je snímač polohy ąkrticí klapky mechanicky spřaľen s klapkou.

   Zatím nejroząířenějąí soustavy řízení sloľení směsi jsou určeny k nastavování stechiometrické hodnoty potřebné pro dosaľení správné činnosti třísloľkových katalyzátorů. Pomocí katalyzátorů se provádí úprava výfukových plynů motoru, při níľ se ąkodlivé emise přeměňují na neąkodné plyny, zejména na kysličník uhličitý (CO2). Čím dokonalejąí 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 sníľení je omezení spotřeby uhlovodíkového paliva. U soustav s kvantitativní regulací výkonu motoru, tj. se změnou objemu relativní vzduchové náplně při zachování stechiometrického sloľení směsi, je nejuľívanějąí cestou u nepřeplňovaných motorů provoz s maximálním otevřením ąkrtící klapky. Ta je v cestě nasávaného vzduchu a zvýąením aerodynamického odporu v kanálu sání zbytečně zatěľuje motor a tím zvyąuje spotřebu. Místo nastavování její polohy prostřednictvím plynového pedálu se pro přizpůsobení velikosti relativní vzduchové náplně poľadovanému výkonu motoru pouľívá jiných prostředků, jako proměnného časování ventilů, přepínání délky nebo průměru sacího potrubí, regulace mnoľství recirkulovaných výfukových plynů, vypínání pracujících válců motoru, případně i jiné.

   Náplň válců jiľ 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 ąkrtící klapkou je mechanicky spojen obdobný snímač, který je natáčen elektromotorem řízení polohy této klapky spolu s ní.

Nastavení polohy ąkrtící 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 ąkrtící klapky. Tyto soustavy pracují rovněľ nezávisle na vůli řidiče, takľe poloha ąkrtící klapky je ovládána elektronicky řídící jednotkou s vyuľitím informací z uvedených soustav.

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

   Soustavy s kvalitativní regulací výkonu motoru, tj. se změnou sloľení směsi podle jeho zatíľení, pracují v oblasti volnoběhu a malého zatíľení s chudými směsmi, čímľ se docílí sníľení spotřeby. V těchto reľimech je ąkrtící klapka maximálně otevřena a do vzduchové náplně ve válci se při uzavřených ventilech vstřikuje různé mnoľství paliva. Tím se mění sloľení směsi.

   Při větąím zatíľení motoru, zejména ve vyąąích otáčkách, je sloľení směsi blízké stechiometrickému a soustava přechází na kvantitativní řízení sloľení 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 ąkrtící klapka téměř uzavřena, aby nedocházelo k nerovnoměrnému chodu motoru.

   To vąe probíhá bez zásahu řidiče, tedy opět elektronickým ovládáním polohy ąkrtící klapky. U těchto soustav můľe být ovąem pouľito i jiných druhů měřičů hustoty nasávaného vzduchu, neľ snímačů tlaku v sacím potrubí.

   Snímače polohy ąkrtící klapky společně s jiným měřičem mnoľství nasávaného vzduchu se pouľívá i u nových systémů vybavených vlastní diagnostikou 2. stupně (EOBD nebo OBD2) a to pro kontrolu funkce hlavního měřiče mnoľství (hmotnosti nebo objemu) nasávaného vzduchu. Paralelně k výpočtu doby vstřiku z hmotnosti nasávaného vzduchu se vytváří porovnávací doba vstřiku z úhlu natočení ąkrtící klapky a otáček motoru. Je-li rozdíl obou vypočtených dob vstřiku nepřípustně velký, je tato nesrovnalost uloľena v paměti závad vlastní diagnostiky soustavy. Během daląí jízdy vozidla se pak podle věrohodnosti signálů obou snímačů zjią»uje, který z nich je vadný. Po bezpečném zjiątění závady se pak do paměti závad ukládá přísluąný 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 zvyąuje, takľe doba otevření vstřikovací trysky se musí prodlouľit. Mimo to má teplota vzduchu i vliv na jeho hustotu, tj. hmotnost, takľe musí být i tento vliv kompenzován změnou hmotnosti paliva, tj. úpravou doby vstřiku.

   Proto je snímač teploty pouľíván i u vícebodového vstřikování.

Tlak v sacím potrubí

   U vícebodového vstřikování do sacího kanálu se problémy výąe uvedeného druhu téměř nevyskytují. Proto lze pouľít jako hlavní řídící veličiny pro dávkování paliva měřiče absolutního tlaku v sacím potrubí. U soustav, které pouľívají jako snímač pro určení mnoľství vstřikovaného paliva jediného snímače tlaku v sacím potrubí neexistuje ľádný matematický vztah mezi tlakem v sacím potrubí a hmotností nasávaného vzduchu. Pro výpočet mnoľství vstřikovaného paliva se v řídící jednotce pouľívá přizpůsobovacího pole charakteristik. Jelikoľ 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) umoľňuje hmotnost nasávaného vzduchu vypočítat.

   Protoľe snímač tlaku nereaguje při větąím rozdílu tlaku před a za ąkrtící 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 okamľité 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 pouľito ľádného snímače ani spínače polohy ąkrtící klapky, ale pouze měřiče tlaku v sacím potrubí za touto klapkou. Jeho signál slouľí 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 vyuľívají piezorezistivního jevu. Na povrchu křemíkového krystalu, uloľeného 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 vyuľívající membrány, uloľené 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, jehoľ je součástí. Výstupním signálem snímače bude střídavé napětí jehoľ 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 ąkrtící klapky, bývají umístěny ve společném pouzdře upevněném na sacím potrubí v místě ąkrtící klapky a ovládány její hřídelkou. Jako příklad je na obr. 21 spínač koncových poloh fy Bosch. Kulisa spínače se při otáčení ąkrtící klapky pohybuje kolem jeho kontaktů. V koncových polohách volnoběhu nebo plného zatíľení je sepnut vľdy jeden z těchto kontaktů.

   Zpřísňování emisních předpisů si vynutilo přesnějąí regulaci sloľení směsi. Přesnost je omezena přesností měření nasávaného vzduchu. Větąí přesnost neľ způsoby nepřímého měření poskytují měřiče objemového mnoľství vzduchu (v m./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 ľhaveným drátem nebo s vyhřívaným filmem.

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

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

   Nasávané mnoľství vzduchu prochází nejprve měřičem, neľ dojde do motoru, takľe měření mnoľství časově předbíhá skutečnému plnění vzduchu do válců. To umoľní při změnách zatíľení motoru v kaľdém okamľiku správně přizpůsobit směs.

Průtokoměr s náporovou klapkou

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

   Při vychylování klapky se zvětąuje volný průřez kanálu. Jeho změny v závislosti na úhlu vychýlení měřící klapky jsou zvoleny tak, aby při malých mnoľstvích vzduchu, při kterých je poľadována vysoká přesnost měření, byla největąí 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 umís»uje mezi vzduchový filtr a ąkrtící klapku. Jeho součástí je i snímač teploty nasávaného vzduchu, protoľe samotné mnoľství není postačující pro stanovení hmotnosti vzduchu. Ta je, jako u vąech plynů, závislá i na teplotě. K nastavení sloľení směsi při volnoběľných otáčkách se pouľívá obtok měřící klapky, která má být při těchto otáčkách motoru v nulové poloze. Mnoľství volnoběľného vzduchu, které tak prochází mimo měřič, se nastavuje ąroubem podle sloľení 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

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

   Po zpracování v daląích stupních přijímače se signál ve formě napě»ových impulsů s kmitočtem úměrným objemu proudu vzduchu přivádí k řídící jednotce.

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

   Měřiče hmotnosti nasávaného vzduchu jsou v podstatě termickými snímači zatíľení. 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 vyąąí neľ 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 předeąlých způsobů měření.

   Vyhřívaným tělískem je buď ľhavený drát nebo vyhřívaný film, coľ je v podstatě elektronický obvod, zhotovený technologií tzv. tenkých vrstev, pro kterou se pouľívá termínu film.

Měřič hmotnosti vzduchu se ľhaveným 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 vyąąí neľ 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 jiľ nasávaný vzduch nepůsobí. Vąechny díly jsou součástmi odporového můstku v obvodu, jehoľ 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 slouľí k vyváľení 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 očiątěn.

   V části c obrázku je provedení měřiče v rozloľeném stavu.

Měřič hmotnosti vzduchu s vyhřívaným filmem

   V tomto měřiči se pouľívá tělíska s tenkou vrstvou platiny, nebo niklové mříľky potaľené kaptonem - materiálem odolávajícím vysokým teplotám. Jak je zřejmé z elektrického schématu měřiče na obr. 26a, není jiľ 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 vyváľen. Chladicím účinkem nasávaného vzduchu se mění hodnota odporu snímače Rs a tedy vyváľení můstku. Napětí z můstku Um je tak úměrné hmotnosti nasávaného vzduchu.

   Konstrukční provedení je zřejmé z obr. 26b. Vąechny prvky důleľité 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 vąechny 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, ľe měří hmotnost vzduchu a nikoliv jeho objem, zjią»ují nejsprávnějąí fyzikální veličinu vztahující se k řízení spalovacího procesu. Sloľení směsi tak bude zcela nezávislé nejen na teplotě nasávaného vzduchu, ale i na nadmořské výące, ve které se můľe vozidlo nacházet. Tím odpadne potřeba přísluąných snímačů. Daląí výhodou je, ľe proud nasávaného vzduchu nemá v cestě ľádnou překáľku, jakou je například měřící klapka v objemovém měřiči. Tak je moľné dosáhnout maximálního výkonu motoru bez vlivu cizího přiąkrcování. 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 aľ 1 ms.

   Měřič s vyhřívaným filmem je cenově výhodnějąí, protoľe výrobní technologie je levnějąí, neľ u snímače s tenkým platinovým drátkem. Také to, ľe větąina součástí měřícího můstku je integrována do jediného celku na keramické destičce, takľe kromě chladiče sestává měřič jen z tohoto dílu a ze dvou částí krytu z umělé hmoty.


Autodíly MJauto, náhradní díly Brno, Vančurova 5, Židenice tel: 548 533 193, 603 812 458

Alfa Romeo -Audi- Austin- BMW- Citroen- Daewoo- Daf- Daihatsu- Dodge- Ferrari- Fiat- Ford- Honda- Hyundai- Isuzu- Jaguar- Iveco- Jaguar- Jeep- Kia- Lancia- Land Rover- Lexus- Maserati- Mazda- Mercedes- Mini- Mitsubishi- Nissan- Opel- Peugeot- Porsche- Renault- Rover- Saab- Seat- Skoda- Smart- Skoda- Subaru- Suzuki- Toyota- Vauxhal- Volkswagen- Volvo.

Copyright© 1998 - 2012 Autodíly MJauto, všechna práva vyhrazena