Bosch - sistemul de alimentare cu injectie de benzina

SISTEMUL DE ALIMENTARE CU INJECTIE DE BENZINA 'BOSCH MONOMOTRONIC' MA 1,7

Argument

Am ales sa prezint aceasta lucrare, datorita faptului ca sistemul de alimentare cu injectie de benzina echipeaza in ultimul timp marea majoritate a autoturismelor cu motoare M.A.S., sistem ce permite controlarea noxelor emise de acestea, dar si obtinerea de performante dinamice in conditiile unui consum optimizat.

Depoluarea motoarelor reprezinta o preocupare permanenta a 'motoristilor' din toata lumea, deoarece la scara planetara, poluarea chiar este o problema (vezi schimbarile climaterice din ultimul timp. Pentru a intelege mai bine impactul asupra mediului gazul (noxele) emis de un motor ce functioneaza, va spunem doar ca un vehicul (bine reglat :)), ce ruleaza 15.000 de kilometri evacueaza in atmosfera 4Kg. acid sulfuric, 60 Kg. CO (echivalent cca. 60 m cub), azotati si multe alte substante nocive. Bine, veti spune - dar in cit timp un vehicul acopera cei 15.000 de Km, noi va vom raspunde ca, spre exemplu, in Bucuresti, circula in acelasi timp 25.000 de vehicule care intr-o ora fac circa 1.250.000 de Km :)) - calculati singuri!

Sistemul Bosch Mono Motronic adoptat de Uzinele DACIA utilizeaza un corp de clapeta, montat pe locul carburatorului clasic, in centrul acestuia, deasupra clapetei de acceleratie fiind fixat un singur injector electromagnetic, de unde si denumirea 'monopunct' sau punct central. Sistemul are o echipare minima (si este bine ca este asa), care se armonizeaza bine cu ultima creatie a fabricii de motoare - si anume: motorul de 1,6 litri. Sistemul a permis scaderea gradului de poluare chimica la nivelul normelor Euro 2 cu modificari minime la nivelul grupului moto-propulsor si cu costuri acceptabile.

In plus, este necesara cunoasterea constructiei si functionarii sistemului, deoarece este un echipament complex, ce poate prezenta defectiuni, defectiuni ce reclama personal calificat.

I. Combustibili folositi la motoarele M.A.S.

Benzina, alaturi de motorina, constituie una din sursele principale de energie - sub forma lichida - ce se folosesc in mod curent pentru insufletirea motoarelor termice si aceasta datorita puterii sale calorice de 10.000 - 10.500 kcal/kg.

I.1 Benzinele comerciale pentru automobile, sunt produse petroliere care distila intre 30 - 205 ⁰C, obtinute prin amestecarea unor fractii petroliere de baza cu componenti si aditivi:

Fractiile petroliere ce se amesteca pentru obtinerea benzinei comerciale sunt:

hidrocarburi saturate aciclice (alcani sau parafine) - 40-80 %

hidrocarburi saturate ciclice(cicloalcani sau naftene) -15-30 %

hidrocarburi aromatice - 20-40 %

hidrocarburi nesaturate - 35%

compusi organici cu sulf, oxigen, azot

aditivi pentru cresterea CO, stabilizare, eliminarea coroziunii, solventare, etc.

Iata prezentate in tabelul de mai jos cateva tipuri din benzinele auto comerciale ce se gasesc pe piata in ultimul timp:

Tabelul 1.

I.2 Proprietati caracteristice benzinelor auto si aditivi pentru benzine

Functionarea in conditii optime a motoarelor autovehiculelor alimentate cu benzine impune carburantilor sa posede o serie de proprietati fizice si chimice caracteristice, care sa asigure:

formarea amestecului omogen la dozaj optim

transport, stocarea si curgerea normala a benzinei prin sistemul de alimentare

eficienta economica a productiei de carburanti, proprietati enumerate in continuare:

Aditivii pentru benzine, sunt compusi chimici care imbunatatesc calitatile si performantele benzinelor auto si se folosesc in cantitati reduse (de 3ppm, 3%). Ei trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii:

sa arda complet odata cu combustibilul

sa nu influenteze negativ alte proprietati ale benzinei

sa aiba o buna solubilitate in benzina

stabilitate termica

Unul din aditivii importanti este tetraetilul de plumb (TEP), folosit pentru cresterea CO, astfel:

Tabelul 2.

Benzina de baza (fara TEP) este compusa din:

50% benzina de reformare catalitica

30% alchilat

20% izopentan

Continutul de TEP pe plan mondial are o tendinta continua de scadere sub 0,15g/kg, sau chiar de reducere totala benzina ecologica, pierderile de CO fiind compensate prin folosirea unei benzine de baza obtinuta prin altfel de procese si aditivare cu:

o        hidrocarburi aromatice

o        metanol

o        metiltertiarbutiletera (MTBE)

Din acesti aditivi, in ultimul timp se mai folosesc doar hidrocarburile aromatice si MTBE-ul, metanolul (care a fost o vreme utilizat ca si combustibil, chiar) a fost scos din tehnologiile de fabricare a benzinelor ecologice, deoarece producea efecte de coroziune puternica asupra pieselor din aluminiu (pistoane, pompa de alimentare, etc.) si chiar asupra supapelor.

De aici a plecat temerea utilizarii benzinelor ecologice in motoarele obisnuite, motoare la care mecanicii au observat efectele negative produse de metanol, temere care se mai pastreaza si astazi, in mod fals deoarece benzinele actuale-ecologice, nu mai sunt aditivate cu metanol ci cu MTBE pentru sporirea CO, plecand de la o benzina de baza obtinuta prin procese de cracare termica sau catalitica, benzina ce are o CO de plecare de 96.

Rezulta deci ca benzina ecologica ( fara plumb) poate fi folosita fara restrictii chiar si in motoarele normale, eventual cu reglarea judicioasa a avansului la aprindere (care trebuie sa fie ceva mai mic pentru a nu aparea arderea detonanta - bataia de avans) fiind semnalizate fenomene de 'lenevire' a motorului, din cauza CO sensibil mai mici a acestei benzine. Avantajele folosirii benzinei ecologice sunt:

☺ diminuarea depunerilor de calamina din motoare si pe aceasta cale, micsorarea cheltuielilor de intretinere

☺ reducerea sensibila a poluarii atmosferei prin diminuarea emisiilor de oxid de carbon, oxizi de azot, hidrocarburi nearse, sau drastica odata cu folosirea catalizatoarelor.

Cu desavarsire este insa interzisa folosirea benzinei etilate (care contine Pb) in motoarele 'injectate', benzina care ar duce la compromiterea catalizatorului.

I.3 Amestecul carburant si regimurile de functionare

Orice motor are nevoie pentru a functiona (pentru a putea desfasura in interiorul sau ciclurile motor, bazate pe insusirea gazelor de a se dilata cand sunt incalzite), amestec carburant aer + combustibil (comburant +carburant).

Compozitia amestecului depinde de 'marimea' si 'nevoile' (sarcina si turatia) motorului, insa porneste de la valoarea ideala, sau stoechiometrica : 14,6 Kg aer pentru 1L de combustibil. Acest tip de amestec (ideal), este cautat, dar foarte rar obtinut, el avind niste variante (cerute chiar de motor, de altfel), care corespund diverselor regimuri de functionare, in scopul obtinerii arderilor complete in cilindrii.

Se distinge astfel, pe linga amestecul ideal:

amestec saracit acesta are 15 ,17 Kg de aer pentru 1L de combustibil

amestec sarac acesta contine peste 17Kg de aer pentru 1L de combustibil

amestec imbogatit sub 15, pana la 12Kg de aer pentru 1L de combustibil

amestec bogat sub 12 Kg de aer pentru 1L.

(5Kg aer /1L de combustibil reprezinta limita de ardere! )

Spuneam ca fiecarui regim de functionare ii corespunde un anumit tip de amestec, cerut chiar de motor, pentru a functiona corespunzator. Cele cinci regimuri de functionare ce se succed in functionarea motoarelor sunt:

Regimul de pornire necesita un amestec bogat deoarece o parte din combustibil se condenseaza iar vaporizarea se face mai greu din cauza temperaturii scazute a motorului.

De aceea la pornire trebuie ca amestecul carburant sa fie de 10, 15 ori mai bogat decat amestecul ideal, aceasta imbogatire a amestecului se face fie prin micsorarea cantitatii de aer ce patrunde in motor, fie prin marirea cantitatii de combustibil dozat si injectat la pornire in cilindrii, dupa cum motorul este M.A.S. clasic sau 'injectat'.

Regimul de mers in gol, ralenti necesita un amestec imbogatit, care ofera garantia functionarii stabile la acest regim, care este un regim de functionare foarte 'pretentios' pentru motoarele termice. Aceasta imbogatire este posibila la motoarele cu carburator obisnuite prin recunoasterea acestui regim de functionare dupa depresiunea din fata clapetei de acceleratie, depresiune ce se manifesta doar asupra orificiului circuitului de ralenti ce debuseaza sub clapeta de acceleratie circuit ce asigura functionarea motorului la acest regim.

In cazul motoarelor asistate electronic, recunoasterea regimului de functionare cade in sarcina ECU care are inmagazinata in memoria sa niste 'cartograme', practic un model tridimensional al motorului pe care il asista si care respecta curba necesarului de combustibil in functie de 'starea' concreta in care se afla motorul.

In cazul nostru pentru regimul de ralenti, recunoasterea se face dupa pozitia clapetei de acceleratie, care acum se afla 'sprijinita' pe tija motorasului de pozitionare inchizand contactul ce semnalizeaza ECU faptul ca motorul se afla la ralenti.

Regimul sarcinilor partiale adica a sarcinilor cuprinse intre 20 si 80% din incarcarea motorului, solicita un amestec saracit, asigurand astfel un consum redus si o functionare economica. Fireste insa ca intreaga plaja a sarcinii asa numite 'partiala' care este destul de mare va fi recunoscuta si compensata dupa pozitia pe care o ocupa clapeta de acceleratie, pozitie semnalata prin intermediul potentiometrului, ECU, dupa cartogramele de care faceam vorbire facand compensarea in mod corespunzator 'cu cat, cu atat' adica creste cu cresterea sarcinii.!

Regimul sarcinilor mari necesita amestec imbogatit, care sa faca posibila marirea puterii atunci cand motorul o reclama, prin intermediul unui imbogatitor comandat prin depresiune la M.A.S. clasic, sau prin pozitia specifica, a potentiometrului, la M.A.S injectat precum si prin indicatiile oferite de traductorul (senzorul) de turatie.

Atentie, acest regim nu este recomandat a fi mentinut timp indelungat, motoarele nepreparate special nerezistind prea mult la acest regim de functionare, din cauza suprasarcinilor la nivelul mecanismelor motorului!

Regimul de trecere necesar la variatia rapida, trecerea brusca de la un regim inferior la un altul mai mare, consta in suplimentarea cantitatilor de combustibil debitate pe perioade foarte scurte si cu cantitati mici care sa faca posibila trecerea. Acest regim este comandat si el pe cale mecanica sau electronic, dupa cum sistemul beneficiaza sau nu, de asistenta unei unitati centrale!

II. Sistemul de alimentare cu injectie de benzina 'Bosch Mono Motronic' M A 1,7

Acest sistem de injectie de benzina, dezvoltat de tehnicienii firmei germane Bosch, se alatura sistemelor multipunct si monopunct, Mono Jetronic, L Jetronic si K Jetronic pentru a alimenta motoarele M.A.S cu benzina atat de necesara functionarii benzina, pe care o dozeaza in functie de 'sarcina' si 'turatia' la care se afla motorul.

Dozarea este facuta foarte precis de catre ECU, unitatea centrala electronica, in functie de informatiile primite de la senzorii ce asista sistemul, modificand 'timpul de injectie' marimea cea mai importanta intr-un astfel de sistem.

Fig. II.1.

Prezentarea generala a sistemului

1-rezervor; 2-pompa; 3-filtru; 4-regulator presiune; 5-injector; 6-senzor T _aer; 7-ECU; 8-motoras pozitionare clapeta la ralenti; 9-potentiometru; 10-supapa purjare canistra carbon; 11-canistra carbon activ; 12-sonda l ; 13-sonda T _motor; 14-cablaje; 15-baterie; 16-contact; 17-relee protectie; 18-priza de diagnosticare;

II.1 Principiul de functionare al sistemului de alimentare cu injectie de benzina

Principiul de functionare al injectiei de benzina este relativ simplu: carburantul, sub presiune constanta, este trecut printr-un ajutaj, obturabil (cu o supapa actionata electromagnetic, numita injector), astfel incat volumul de carburant (la iesirea din ajutaj) este direct proportional cu presiunea benzinei, cu geometria ajutajului si cu timpul cit supapa este deschisa.

Cantitatea de benzina ce intra in curentul de aer, ce evolueaza spre cilindrii motorului, trebuie sa fie corespunzatoare regimului de functionare al motorului, adica "nevoii" sale de moment. Aceasta "nevoie", de un anumit tip de amestec, ce trebuie administrat motorului, este comunicata unitatii centrale de senzorii T _aer, T _motor, potentiometrul clapetei (pentru recunoasterea sarcinii), motoras ralenti (pentru recunoasterea ralenti-ului), senzor turatie, sonda lambda (pentru recunoasterea compozitiei amestecului si autocorectie) si se petrece in doua trepte, bucle, deschisa si inchisa.

Unitatea centrala "asista" motorul dupa datele inmagazinate in "cartograma" de functionare specifica fiecarui motor in parte; (despre cartograma de functionare vom vorbi mai tarziu, la functionarea sistemului).

Pentru a putea intelege functionarea unui astfel de sistem ce asigura depoluarea motorului , este necesar un minimum de "teorie":

se stie ca l = 1 exprima o ardere completa (ideala) a amestecului carburant.

l este coeficientul de exces de aer dat de raportul l _real /l _teoretic si arata cit aer intra in motor, fata de cit ar trebui - astfel cunoscandu-se tipul de amestec carburant.

Asadar pentru un motor alimentat cu carburator se constata ca, atunci cand l = 1,1-1,2, (evident in parametri de fabrica) se obtine cel mai mic consum specific posibil de carburant si cele mai reduse emisii de hidrocarburi nearse si de oxid de carbon (HC + CO), concomitent insa cu un maximum de emisiuni de oxid de azot (Nox). Aceasta complementaritate a emisiilor poluante (HC, CO si Nox) face, stringent, apel la solutii din chimie, specialistii constatand ca, daca emisiile poluante se afla intr-un anumit raport molecular, acestea pot fi neutralizate prin cateva reactii chimice (de oxidare si de reducere), astfel: 2CO + O₂ ->. 2 CO₂ (este o reactie de oxidare intre doua molecule de oxid de carbon si una de oxigen prin care se obtin doua molecule de bioxid de carbon - element care nu este ,,agresiv"); . 2 NO + 2 CO - N2 + 2 CO₂ (reactie de reducere a cate doua molecule de monoxid de azot si monoxid de carbon prin care se obtine o molecula de azot gazos si doua molecule de bioxid de carbon - ambele ,,nenocive").

RaportuI molecular se obtine atunci cand:

a.       factorul X= 1

b.      b) reactiile au loc la temperaturi mai mari de 250°C

c.       c) in prezenta unor catalizatori.

Cel mai modern dispozitiv in care se desfasoara reactiile chimice de mai sus este convertizorul catalitic cu trei cai (caile se refera la cele trei categorii de emisii poluante: oxid de azot, hidrocarburi si monoxid de carbon) denumit, in termeni familiari, ,,toba catalitica" sau catalizator.

Acesta este alcatuit din doua corpuri ceramice strabatute (in sensul de curgere a gazelor) de cateva mii de canale acoperite, pe toata suprafata, cu un strat subtire de platina (pentru reactiile de oxidare) si de rodiu (pentru reactia de reducere). Corpurile ceramice sunt asamblate intr-o carcasa de otel inoxidabil, prevazuta cu elementele de fixare si de racordare la tubulatura de evacuare. Acest tip de convertizor are capacitatea maxima de conversie la temperaturi cuprinse intre 400 si 800 ⁰C, iar procesul de conversie incepe dupa atingerea temperaturii de 250 ⁰C.

Asa ca, imediat dupa pornirea motorului, exista o perioada in care sistemul nu depolueaza, fapt pentru care constructorii de automobile iau masuri de amplasare a convertizorului cat mai aproape de galeria de evacuare, iar turatia de mers in gol este mentinuta ceva mai ridicata decat la motoarele standard (cca. 1000 rot. / min.). Tubulatura de legatura intre convertizor si galeria de evacuare este executata din otel inoxidabil, pentru a rezista proceselor de coroziune generate de temperaturile inalte si a nu colmata fizic si chimic catalizatorul cu particule de rugina.

Pe tubulatura de legatura intre galeria de evacuare si convertizorul catalitic exista un alt element specific motoarelor depoluate: sonda lambda sau sonda de oxigen. In cazul de fata este important sa retinem urmatorul fenomen:

Sonda lambda, in conditii de temperatura inalta (300°C-600 ⁰C), masoara continutul de oxigen liber in gazele de evacuare, generand o tensiune de 800-1000 mV atunci cand l < 1 si cca. 100 mV, cand l .> 1.

Fig.II.2

Este dispozitivul ideal de control al calitatii amestecului carburant si, deoarece electrozii sunt din platina, trebuie sa se evite utilizarea benzinei etilate.

II.2 Functionare sistemului Mono Motronic

Cu bagajul de cunostinte acumulat pana acum, sa analizam procesul de dozare si functionarea altor accesorii care contribuie la el, respectivul proces.

Puterea instantanee a unui motor este dictata de masa de amestec aer-carburant introdusa in camera de ardere. Daca masa de carburant o putem controla cu suficienta precizie (cu ajutorul injectorului electromagnetic), masa de aer aspirata in motor trebuie masurata, cu aceeasi precizie, pentru a obtine un raport precis de 1 kg de benzina la 14,7 kg de aer.

Masa de aer aspirata este dozata la 'cererea' conducatorului automobilului (prin intermediul pedalei de acceleratie) de un dispozitiv similar cu cel de la baza unui carburator inversat: un ajutaj cilindric, care poate fi obturat, gradual, cu ajutorul unei clapete fluture denumita tot clapeta de acceleratie. Axul clapetei de acceleratie actioneaza, in tandem cu aceasta, un potentiometru (un dispozitiv electronic care scoate, la bornele de iesire, o tensiune proportionala cu tensiunea la bornele de intrare si cu unghiul de rasucire al axului de reglaj), care determina o valoare electrica in functie de unghiul de deschidere al clapetei. Tot in imediata apropiere a clapetei de acceleratie, in amonte, se afla dispus un senzor care determina o valoare electrica in functie de temperatura aerului aspirat de motor. Pentru a determina masa de aer aspirata de un motor (cu capacitate cilindrica si geometria galeriilor de admisie cunoscute) mai sunt necesari doi senzori: traductorul de turatie si traductorul de presiune absoluta a aerului atmosferic sau in galeria de admisie.

Datele provenite de la cei patru senzori sunt preluate de calculatorul digital din unitatea electronica de comanda (ECU) si introduse intr-un model electric al motorului si tubulaturii de admisie, numit in limbajul de specialitate cartograma. O astfel de cartograma este un fel de diagrama tridimensionala (alcatuita atunci cand se face punerea la punct a motorului pe stand), diagrama in care gasim, la intersectia intre dreapta determinata de turatie si dreapta determinata de unghiul clapetei de acceleratie, masa de aer aspirata la temperatura de 27°C si la presiunea absoluta de 1 bar (valorile numerice difera de la constructor la constructor).

Asupra valorii gasite in cartograma se efectueaza corectii, in functie de temperatura si de presiunea reale ale aerului aspirat.

Fig. II. 3.

1-sigurante fuzibile si relee de protectie; 2-captator de presiune; 3-ralenti regim; 4-captator (regulator) de presiune; 5-sonda temperatura motor; 6-contactor pedala de frana; 7-injector; 8-captator pozitie vilebrequin; 9-debitmetru de aer masiv; 10-senzor pozitie pedala de acceleratie; 11-sonde temperatura aer; 12-bobina inductie; 13-calculator; 14, 21 senzori ABS, ATC, etc. (nu tin de functionarea sistemelor de alimentare si aprindere).

Valoarea finala este folosita pentru determinarea (pe o alta cartograma) timpului cat valva injectorului electromagnetic trebuie sa stea deschisa, astfel incat masa de carburant injectata sa fie de: 1:14,7 din masa de aer aspirat. In acest moment calculatorul a determinat regimul de baza sau regimul "in bucla deschisa'.

Nota: facem precizarea ca in motor se gasesc insumate in cartograma generala modelul motorului o serie intreaga de cartograme grafice, care sunt consultate in permanenta de ECU pentru verificarea si corelarea parametrilor functionali (cilindree, cursa, diagrama de distributie, avans producere schinteie, sarcina, turatie, regim de functionare-amestec carburant, temperatura motor, temperatura aer, etc.), cartograme care constituie un fel de 'biblioteca' si care ajuta la buna functionare a motorului.

Deoarece densitatea benzinei este fluctuanta si temperatura la nivelul atomizorului este, practic, imposibil de determinat cu precizie, factorul l ,=1 este greu de respectat in bucla deschisa. Daca regimul motorului este relativ stabil (modificari lente de turatie si sarcina), calculatorul incepe sa foloseasca informatiile provenite de la sonda lambda, trecand in regimul "in bucla inchisa' si efectuand corectiile necesare pentru ca factorul l , sa fie riguros egal cu 1. Calculatorul ia decizia sa treaca, din nou, in bucla deschisa, atunci cand variatia tensiunii provenite de la potentiometrul clapetei de acceleratie este rapida sau cand informatia de la sonda lambda este incerta.

Pentru un motor depoluat este foarte important ca turatia de mers in gol sa fie cat mai uniforma si suficient de ridicata pentru ca inertia pieselor in miscare sa impiedice "sincopele', atunci cand apar sarcinile variabile (consumatori electrici, instalatia de climatizare

Deoarece cantitatea de aer necesara mersului in gol este foarte mica si pentru mentinerea turatiei constante sunt necesare variatii ale deschiderii clapetei de acceleratie practic nesesizate de senzorul de unghi, au fost concepute niste dispozitive care creeaza o extensie a zonei de turatii joase, un fel de 'lupa' electromagnetica.

Reglarea mersului in gol la injectia monopunct Bosch Mono Motronic se realizeaza prin reglarea fina a limitatorului de inchidere a clapetei de acceleratie. Operatia se realizeaza de motorase electrice (pas cu pas), prin intermediul unor demultiplicatoare. Motorasul dispozitivului de mers in gol este actionat de unitatea electronica de control (ECU) si, pentru luarea deciziilor, afara de informatia de la senzorul de turatie, o pondere foarte mare, o are si informatia de la senzorul de temperatura a motorului.

Putem sa spunem in acest moment ca am trecut in revista elementele semnificative care contribuie la depoluarea gazelor de esapament. Pentru ca un automobil sa se poata incadra in normele Euro 2 trebuie limitate si depoluate, inclusiv emisiile vaporative.

Presupunand ca toate componentele care au tangenta cu benzina sunt perfect etanse ramane totusi rezervorul de carburant care trebuie sa 'respire'. Intr-adevar in rezervorul de carburant al unui automobil cu motor cu injectie se acumuleaza o mare cantitate de vapori de benzina, datorita faptului ca benzina este folosita la racirea motorului pompei de benzina, a bobinajului injectorului si este recirculata rapid (practic in 40 de minute benzina dintr-un rezervor de 45 de litri este recirculata in intregime). deoarece capacul (busonul) rezervorului de benzina inchide etans gura de alimentare, sarcina aerisirii rezervorului de carburant este preluata de doua dispozitive: canistra carbon (pe romaneste - bidonul cu carbune) si electrovalva de purjare.

Canistra carbon este o cutie prevazuta cu doua stuturi, unul in legatura cu partea superioara a rezervorului de carburant si altul in legatura cu electrovalva de purjare, un orificiu prin care aerul atmosferic poate patrunde in cutie si un sistem de supape. In cutie se mai afla un filtru cu carbune activ si un sistem de captare a benzinei rezultate din condensarea vaporilor.

Electrovalva de purjare este dispusa intre canistra carbon si un orificiu la nivelul clapetei de acceleratie, fiind actionata de unitatea electronica de control.

In timpul functionarii motorului la turatii mai ridicate decat turatia de mers in gol, electrovalva de purjare este deschisa, vacuumul la nivelul clapetei de acceleratie absorbind vaporii de benzina din rezervor si din captatorul de condens, prin intermediul supapelor din canistra carbon.

In situatia in care presiunea vaporilor in rezervor atinge valori mari si electrovalva de purjare nu se deschide (mers indelung in gol sau la turatii scazute), o supapa permite ca presiunea sa se descarce in atmosfera prin filtrul cu carbune activ.

Porii din granulele de carbune activ vor absorbi vaporii de benzina, in atmosfera eliberandu-se numai aer curat urmand ca, la prima deschidere a electrovalvei de purjare, motorul sa consume si vaporii de benzina acumulati in filtrul de carbune activ.

Dupa oprirea motorului, temperatura in rezervorul de benzina incepe sa scada si vaporii sa se condenseze, astfel ca in rezervor apare o presiune negativa (vacuum), compensata de patrunderea aerului atmosferic prin sistemul de supape al canistrei carbon.

II.3 Constructia sistemului de injectie Bosch Mono Motronic

Dispozitivul, care inglobeaza supapa electromagnetica, ajutajul calibrat si pulverizatorul cu elemente de definire a formei jetului atomizate este denumit, generic, injector electromagnetic si se gaseste montat in unitatea centrala de injectie:

Fig.II.4.

1. Tur benzina; 2. Retur benzina; 3. Regulator de presiune; 4. Injector electromagnetic; 5. Flansa actionare clapeta de acceleratie; 6. Clapeta de acceleratie; 7. Potentiometru; 8. Priza canistra carbon activ.

Din cele descrise pana acum, rezulta necesitatea existentei a trei accesorii obligatorii oricarui sistem de injectie de benzina: pompa electrica de benzina, filtrul microni de carburant si regulatorul de presiune.

Pompa electrica de benzina (de tip centrifugal sau volumetric), imersata in rezervorul de carburant (sau neimersata), are rolul de a asigura debite si presiuni superioare celor necesare procesului de injectie (tipic, 75 1/h la presiunea relativa de 1DaN/cm²).

Filtrul microni de benzina este dispus, in general, sub habitaclu, pe circuitul intre pompa de benzina si infrastructura mecanismului de injectie, avand rolul de a opri particulele mecanice din benzina sa ajunga la supapa injectorului, impiedicand-o sa se inchida etans.

Regulatorul de presiune este dispus chiar pe capacul unitatii centrale de injectie, capac numit si partea hidraulica a unitatii centrale

Fig.II.5.

Pompa electrica de benzina este un dispozitiv capsulat, motorul acesteia fiind racit si lubrefiat de benzina refulata de elementul de pompare. Este total contraindicata demontarea pompei, deoarece o interventie neprofesionala poate transforma o componenta sigura in sursa de incendiu. (1 prima treapta a pompei cu turbina; 2 corp; 3 a doua treapta cu roti dintate; 4 conducta de refulare).

Filtrul micronic trebuie schimbat (fara ezitare) la intervalele prescrise in cartea tehnica. Constituie o greseala, care poate fi fatala injectorului si regulatorului de presiune, executarea de ,,by-pass' peste filtru sau montarea inversa a acestuia, mai ales dupa un timp de functionare.

3. Regulatorul de presiune este de tip inversat, in sensul ca presiunea este mentinuta constanta prin refularea surplusului de debit in circuitul de retur.

Fig.II.6.

Se prezinta sub forma unui element reglabil, o supapa, care permite reglarea precisa a presiunii benzinei la nivelul injectorului, tipic la (1 bar), in functie de tensiunea din resort. Exista in practica unor mecanici tentatia de a majora aceasta presiune, cu sau fara acordul clientilor lor, atunci cand acestia se plang de calitatile dinamice ale automobilului.

III. Defectiuni in exploatare; diagnosticare

In functionarea sistemelor de alimentare asistate 'Bosch Mono Motronic' implementate, nu au fost semnalate defectiuni in exploatare specifice elementelor sistemului ,regulator presiune, injector, motoras clapeta, ECU, ci cel mult la nivelul pompei de alimentare (si de multe ori cauza a constituit-o benzina cu amestec de apa sau impuritati), sigurante sau mai rar releele de protectie, precum si senzorii de temperatura aer sau temperatura motor.

Sistemul se caracterizeaza printr-o inalta fiabilitate, nefiind necesare lucrari speciale de intretinere, decat cele normale care se executa in cadrul reviziilor tehnice la 1000, 5000, 10.000, 15.000 care si acestea s-au limitat doar la 'masurarea' componentelor, nefiind necesare interventii, soferii autoturismelor 'injecta' fiind in general multumiti de 'prestatia' acestora.

Chiar si in conditiile unei fiabilitati mari in functionare, pentru un mecanic, este important sa cunoasca eventualele defectiuni ce ar putea sa apara in exploatare, defectiuni ce pot fi identificate cu ajutorul 'scaner'-ului specific masurarii diagnosticarii / verificarii acestor sisteme (care se conecteaza la sistem prin priza special prevazuta pentru acest lucru), precum si cu aparate de masura volt-ampere metru, ohmmetru, osciloscop, lampa stroboscop cu ajutorul carora se masoara fiecare componenta in parte, verificand semnalele si marimile curentilor ce le strabat.

Cea mai usoara metoda de diagnosticare ar fi aceea obiectiva ,a folosirii scaner-ului, scaner care, odata conectat verifica toate componentele, acolo unde se evidentiaza o malfunctionare sau o defectiune afisand un cod de defect specific componentei defecte. Este facuta corespondenta cod-componenta, diagnosticarea fiind terminata ,urmind a se schimba piesa ce nu functioneaza. Diagnosticarea este foarte usor de facut, chiar si de un mecanic fara o prea inalta pregatire sau experienta, trebuind cunoscut doar modul de lucru cu scula respectiva.

Dar, caci exista si acest dar, scaner-ul folosit in cadrul diagnosticarilor obiective este foarte scump (in unele cazuri peste 100 milioane) si pentru o unitate service mica sau pentru un mecanic autorizat particular, nu este eficient economic sa il posede. Asa incit, iata, uneori este nevoie sa apelam la metoda subiectiva de diagnosticare, care tine insa de pregatirea si experienta mecanic-ului, metoda care are in vedere 'recunoasterea' defectiunilor dupa manifestarea lor si identificarea componentei defecte prin masurare directa cu volt ampere-metrul, ohmmetru, osciloscop, stroboscop. Fireste insa ca metoda presupune o foarte buna cunoastere a functionarii motorului si mai ales a sistemului de alimentare asistat despre acre facem vorbire, precum si a functionarii aparatelor electrice de masura folosite - pentru interpretarea corecta a rezultatelor.

In cele ce urmeaza vom enumera defectiunile ce pot aparea eventual in functionarea motorului, defectiuni specifice sistemului Motronic, precum si recunoasterea/identificarea acestora impreuna cu cauzele posibil.

Defectiuni in exploatare Tabelul 3

Verificarea componentelor sistemului

Verificarea tensiunii la bornele bateriei: se face cu un voltmetru si se verifica daca tensiunea debitata de bateria de acumulatori are valoarea cuprinsa in intervalul 12-14 V.

Verificarea debitului minim de benzina (65l/h) - se face introducind in circuitul de alimentare cu benzina a unitarii centrale a unui T, capatul furtunului fiind introdus intr-un vas gradat. Se alimenteaza pompa de alimentare (fie direct de la releul de protectie al acesteia, fie prin punerea contactului cu cheie) 30 de secunde si se colecteaza benzina in vas. Cantitatea ar trebui sa fie = 540ml.

In caz contrar, cantitatea este mai mica, dar in conditiile unei tensiuni bune la baterie, poate fi incriminat regulatorul de presiune, aceasta fiind si o modalitate de verificare a regulatorului sau pompa este defecta.

Modificarea tararii resortului regulatorului, in scopul maririi presiunii de injectie, este o operatie total interzisa, deoarece sistemul poate fi scos din plaja de compensare electronica, ducand la pierderea (partiala sau totala) a capacitatii de depoluare a convertizorului catalitic.

Verificarea presiunii benzinei in unitatea centrala: se monteaza pe racordul T, un manometru de presiune (pe circuitul de tur), se actioneaza pompa electrica de benzina si se verifica valoarea presiunii la care se deschide regulatorul de presiune.

Fig.III.1.

Verificarea functionarii injectorului se poate face cu ajutorul unei lampi stroboscop, cu ajutorul careia se vizualizeaza jetul la iesirea din atomizor in timpul functionarii motorului, metoda care arata daca jetul nu are discontinuitati sau daca supapa injectorului se inchide corect pe scaunul ei, insa metoda nu este foarte sigura. Pentru o mai multa siguranta trebuie folosit un osciloscop care se monteaza in circuit in paralel intre pinul 35 de alimentare si masa, ai conectorului injectorului in timpul functionarii motorului.

fig.III.2.

Semnalul pe care il inregistreaza osciloscopul trebuie sa fie de forma urmatoare si arata timpul de injectie:

(intre 2 si 8 ms)

Fig.III.3. fig.III.4.

Verificarea functionarii potentiometrului potentiometrul poate fi verificat cu ajutorul unui ohmmetru (urmarind daca circuitul are continuitate sau eventuale intreruperi, astfel: se conecteaza bornele ohmmetrului la pinii (1 si 2, respectiv 1 si 4) potentiometrului (cu mufa scoasa si motorul oprit) si se roteste flansa de actionare a potentiometrului cu mina, usor, de la un capat la celalalt, urmarind rezistenta aratata pe display-ul ohmmetrului aceasta trebuie sa se modifice progresiv, fara salturi (acolo unde este circuitul intrerupt rezistenta este infinita!).

1-masa; 2-circuitul potentiometru 1; 3-potentiometru 2; 4-alimentare + ;5- perii; 6-izolator;

1-masa(pin27 calculator); 2-potentiometru1; 3-liber; 4-potentiometru2; 5-alimentare(+, pin25 calculator)

O alta verificare a potentiometrului se poate face si cu osciloscopul conectand bornele sale la pinii amintiti - cu contactul motor pus (cu mufa cuplata) si urmarind indicatiile (semnalul) pe ecranul osciloscop-ului, semnal care trebuie sa arate ca o succesiune de linii drepte, fara intreruperi:

fig.III.5.

Verificarea pozitiei clapetei de accelerate (reglajul de baza al clapetei) se face conform schemelor de mai jos, astfel:

se pune contactul motor

alimentam motorasul cu U = 5-6,5 V, pentru a-l aduce la capat de cursa

masuram la bornele potentiometrului tensiunea U_V si tensiunea U₁

pozitionam pe grafic punctul de coordonate (U_V, U₁); daca reglajul este bun, punctul se va afla in zona hasurata.

  fig.III.6.

Verificarea functionarii senzorului T _motor

Fig.III.7.

Se conecteaza un ohmmetru la bornele conectorului senzorului temperatura motor si se verifica rezistenta acestuia in functie de temperatura, urmarind daca este respectat graficul alaturat (la temperatura de regim de functionare, rezistenta senzorului - de tip NTC, trebuie sa fie de 3-400 ohmi)

Verificarea senzorului turatie motor

Volantul are o danturare cu 60 de dinti echidistanti, doi lipsind. Acest spatiu serveste la recunoasterea de catre senzorul turatie a pozitiei de referinta a arborelui motor, tot acum incepand ciclul de calcul pentru t _I si pentru curbele de avans.

Pentru a verifica functionarea senzorului se foloseste un osciloscop care se conecteaza la pinii 1 si 2 ai acestuia verificand semnalul generat de senzor. Fig.III.8.

Semnalul trebuie sa fie de forma: (U_SS =2,5V)

Semnalul trebuie sa fie de forma: (U_SS =2,5V)

 fig.III.9.

Daca senzorul de turatie nu functioneaza motorul nu poate sa porneasca
IV. CONCLUZII

Sistemul de injectie de benzina adoptat de Uzinele Dacia este un sistem de alimentare performant ce permite 'depoluarea' motorului clasic cu care este echipata 'batrana' Dacia. Sistemul , tip last in line, first in time - adica ultimul ca realizare in domeniu, protejeaza motorul de suprasarcini si ii avantajeaza pe 'incepatori', care nu mai trebuie sa-si faca nici o grija.

Pentru mecanici insa, poate fi un 'cosmar' in masura in care nu respecta normele stabilite de constructor pentru intretinerile si repararea acestuia si aplica in continuare tehnologia lui - merge si asa.

Am incercat sa prezint in aceasta lucrare cele mai importante operatii de verificare ce se executa in cadrul operatiilor de intretinere pentru acest sistem (reparatiile facandu-se prin simpla schimbare a componentelor), operatii ce se pot executa si fara ajutorul 'scaner"-ului :scula foarte scumpa si pe care s-ar putea sa nu o puteti amortiza niciodata!

Cu speranta ca sistemul va fi apreciat la adevarata sa valoare si ca nu va fi compromis cu 'ziceri' de genul romanii stiu sa cumpere doar ce e mai prost pe piata ,ziceri ce ascund necunoasterea mecanicilor, am abordat acest sistem pentru a-l face cunoscut si placut de cei ce ar putea veni in contact cu un motor echipat astfel!