Funktionsweise von Kraftstoffeinspritzsystemen

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Ein Kraftstoffinjektor ist nichts anderes als ein elektronisch gesteuertes Ventil. Es wird mit Druckkraftstoff von der Kraftstoffpumpe in Ihrem Auto geliefert, und es ist in der Lage, viele Male pro Sekunde zu öffnen und zu schließen.

Wenn der Injektor mit Energie versorgt wird,Elektromagnetenbewegt einen Kolben, der das Ventil öffnet, so dass der unter Druck stehende Kraftstoff durch eine winzige Düse spritzen kann. Die Düse ist so konzipiert, dass sie den Kraftstoff zerstäubt -- um einen möglichst feinen Nebel zu machen, damit er leicht brennen kann.

Die Menge des Kraftstoffs, der dem Motor zugeführt wird, wird durch die Zeit bestimmt, in der der Injektor geöffnet bleibt. Dies wird als Pulsbreite bezeichnet und wird durch das Steuergerät gesteuert.

Die Injektoren sind im Ansaugkrümmer montiert, so dass sie Kraftstoff direkt an die Ansaugventile sprühen. Ein Rohr, das als Kraftstoffschiene bezeichnet wird, liefert Druckkraftstoff für alle Injektoren.

Um die richtige Kraftstoffmenge zu gewährleisten, ist die Motorsteuerung mit einer ganzen Reihe von Sensoren ausgestattet. Werfen wir einen Blick auf einige von ihnen.

Motorsensoren

Um für jeden Betriebszustand die richtige Kraftstoffmenge zu liefern, muss die Motorsteuereinheit (ECU) eine große Anzahl von Eingangssensoren überwachen. Hier sind nur einige:

·Massenluftstromsensor- Teilt das Steuergerät die Luftmasse, die in den Motor eintritt

·Sauerstoffsensor(n)- Überwacht die Sauerstoffmenge im Auspuff, damit der Steuergerät bestimmen kann, wie reich oder schlank das Kraftstoffgemisch ist, und entsprechende Anpassungen vornehmen kann

·Drosselklappen-Positionssensor- Überwacht die Gasventilposition (die bestimmt, wie viel Luft in den Motor gelangt), damit das Steuergerät schnell auf Änderungen reagieren kann, indem der Kraftstoffsatz bei Bedarf erhöht oder verringert wird

·Kühlmittel-Temperatursensor- Ermöglicht es dem Steuergerät zu bestimmen, wann der Motor seine richtige Betriebstemperatur erreicht hat

·Spannungssensor- Überwacht die Systemspannung im Auto, so dass der Steuergerät die Leerlaufdrehzahl erhöhen kann, wenn die Spannung sinkt (was auf eine hohe elektrische Last hindeuten würde)

·Verteiler absoluter Drucksensor- Überwacht den Druck der Luft in der Ansaugkrümmer , die Menge der Luft in den Motor gezogen wird ein guter Hinweis darauf, wie viel Leistung es produziert; und je mehr Luft in den Motor gelangt, desto geringer ist der Verteilerdruck, sodass diese Messwerte verwendet werden, um zu messen, wie viel Strom erzeugt wird.

·Motorgeschwindigkeitssensor- Überwacht die Motordrehzahl, die einer der Faktoren ist, die zur Berechnung der Pulsbreite verwendet werden

Es gibt zwei Hauptarten der Steuerung für Multi-Port-Systeme: Die Einspritzdüsen können alle gleichzeitig öffnen, oder jeder kann sich öffnen, kurz bevor sich das Ansaugventil für seinen Zylinder öffnet (dies wird als sequenzielle Multi-Port-Kraftstoffeinspritzung bezeichnet).

Der Vorteil der sequentiellen Kraftstoffeinspritzung besteht darin, dass das System, wenn er einen plötzlichen Wechsel vornimmt, schneller reagieren kann, da es ab dem Zeitpunkt des Wechsels nur noch warten muss, bis sich das nächste Ansaugventil öffnet, anstatt auf die nächste vollständige Umdrehung des Motors.

Motorsteuerungen und Leistungschips

Die Algorithmen, die den Motor steuern, sind ziemlich kompliziert. Die Software muss es dem Auto ermöglichen, die Emissionsanforderungen für 100.000 Meilen zu erfüllen, die ANFORDERUNGEN an den Kraftstoffverbrauch der EPA zu erfüllen und Motoren vor Missbrauch zu schützen. Und es gibt Dutzende von anderen Anforderungen zu erfüllen.

Die Motorsteuerung verwendet eine Formel und eine große Anzahl von Nachschlagetabellen, um die Pulsbreite für bestimmte Betriebsbedingungen zu bestimmen. Die Gleichung wird eine Reihe von vielen Faktoren multipliziert. Viele dieser Faktoren werden aus Nachsuchtabellen stammen. Wir durchlaufen eine vereinfachte Berechnung der Kraftstoffinjektor-Pulsbreite. In diesem Beispiel hat unsere Gleichung nur drei Faktoren, während ein echtes Kontrollsystem über hundert oder mehr verfügen kann.

Pulsbreite = (Basispulsbreite) x (Faktor A) x (Faktor B)

Um die Pulsbreite zu berechnen, sucht das Steuergerät zunächst die Basispulsbreite in einer Nachschlagetabelle. Die Basispulsbreite ist eine Funktion von Motordrehzahl (Drehzahl) und Last (die aus dem Verteiler-Absolutdruck berechnet werden kann). Angenommen, die Motordrehzahl beträgt 2.000 RPM und die Last 4. Wir finden die Zahl an der Kreuzung von 2.000 und 4, das ist 8 Millisekunden.

In den nächsten Beispielen sind A und B Parameter, die von Sensoren stammen. Lassen Sie uns sagen, dass A Kühlmitteltemperatur und B Sauerstoffgehalt ist. Wenn die Kühlmitteltemperatur 100 und der Sauerstoffgehalt gleich 3 ist, sagen uns die Nachschlagetabellen, dass Faktor A = 0,8 und Faktor B = 1,0.

Da wir also wissen, dass die Basispulsbreite eine Funktion von Last und Drehzahl ist und dass pulsbreite = (Basispulsbreite) x (Faktor A) x (Faktor B), entspricht die Gesamtpulsbreite in unserem Beispiel:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 Millisekunden

In diesem Beispiel können Sie sehen, wie das Steuerungssystem Anpassungen vornimmt. Bei Parameter B als Sauerstoffgehalt im Auspuff ist der Nachschlagen der Nachdruckfür B der Punkt, an dem (laut Motordesignern) zu viel Sauerstoff im Auspuff vorhanden ist; und dementsprechend kürzt der ECU den Kraftstoff.

Reale Steuerungssysteme können mehr als 100 Parameter haben, die jeweils über eine eigene Nachschautabelle verfügen. Einige der Parameter ändern sich sogar im Laufe der Zeit, um Leistungsänderungen von Motorkomponenten wieKatalysator. Und je nach Motordrehzahl muss das Steuergerät diese Berechnungen möglicherweise über hundertmal pro Sekunde durchführen.

Performance-Chips
Dies führt uns zu unserer Diskussion über Performance-Chips. Nun, da wir ein wenig darüber verstehen, wie die Steueralgorithmen im Steuergerät funktionieren, können wir verstehen, was Leistungschiphersteller tun, um mehr Strom aus dem Motor zu bekommen.

Performance-Chips werden von Aftermarket-Unternehmen hergestellt und werden verwendet, um die Motorleistung zu steigern. Es gibt einen Chip im Steuergerät, der alle Nachschlagetabellen enthält; der Performance-Chip ersetzt diesen Chip. Die Tabellen im Performance-Chip enthalten Werte, die zu höheren Kraftstoffraten unter bestimmten Fahrbedingungen führen. Zum Beispiel können sie bei jeder Motordrehzahl mehr Kraftstoff bei Vollgas liefern. Sie können auch dieFunken-Timing(auch dafür gibt es Nachschautabellen). Da sich die Hersteller von Performance-Chips nicht so sehr mit Fragen wie Zuverlässigkeit, Kilometerstand und Emissionskontrollen beschäftigen wie die Automobilhersteller, verwenden sie aggressivere Einstellungen in den Kraftstoffkarten ihrer Leistungschips.