GM MULTEC MPI.pdf

Ukáad wtrysku paliwa silnikðw z zapáonem iskrowym na podstawie systemu GM MULTEC

MPI

Spis treĞci:

WstĊp

Funkcje sterujące

Wytwarzanie sygnaáðw sterujących

Podstawowe czynnoĞci urządzenia sterującego

Samodiagnostyka

Awaryjny tryb pracy

OdciĊcie paliwa podczas hamowania silnikiem

NapiĊcie odniesienia

Ekranowanie sygnaáðw

Czujnik prĊdkoĞci pojazdu

Podstawowy sygnaá inicjujący

Czujnik poáoĪenia waáu korbowego

Zapáon bezrozdzielaczowy

Opis ogðlny

Czujnik spalania stukowego

Wtrysk benzyny

Wtryskiwacze paliwa

Hamowanie silnikiem

Jednoczesny wielopunktowy wtrysk benzyny (MPI)

Czujniki obciąĪenia

Czujnik ciĞnienia bezwzglĊdnego

Czujnik temperatury powietrza

Regulacja poziomu CO

Czujnik temperatury páynu cháodzącego

Czujnik poáoĪenia przepustnicy (potencjometr)

Silnik krokowy

PrzekaĨnik pompy paliwa

CiĞnienie w ukáadzie paliwa

Regulator ciĞnienia paliwa

Katalizator i oczyszczanie spalin

Katalizator

Regulacja recyrkulacji par paliwa

Wtðrny wtrysk powietrza i ukáad recyrkulacji gazðw wydechowych (EGR)

System GM Multec zostaá opracowany przez firmĊ General Motors. Po raz pierwszy zostaá

zastosowany w pojazdach na terenie USA. Początkowo byá to system z wtryskiem

jednopunktowym (SPI). W roku 1992 w pojazdach zaczĊto stosowaü odmianĊ z wtryskiem

wielopunktowym (MPI). System jest stosowany w samochodach z silnikami o pojemnoĞciach

od 1.4 dm3 przez 1.6 dm3 do 1.8 dm3.

System GM Multec zostaá zaprojektowany jako system moduáowy, zdolny do sterowania

rðĪnych silnikðw stosujących zarðwno wtrysk MPI, jak i SPI. Pojazdy europejskie zawsze

miaáy katalizator.

System Multec przeksztaáciá siĊ z systemu Multec-SPI w system Multec-M. (MPI) i system

Multec-S (wtrysk sekwencyjny).

W odrðĪnieniu od innych moduáowych systemðw podáączenia elementðw systemu do stykðw

urządzenia sterującego mogą siĊ rðĪniü miĊdzy sobą w zaleĪnoĞci od typu pojazdu. ToteĪ

naleĪy zachowaü starannoĞü podczas czynnoĞci sprawdzających, w ktðrych jest

wykorzystywane záącze urządzenia sterującego.

Urządzenie sterujące systemu Multec ma trzy gáðwne pola sterowania. Są to ukáady : zapáonu,

paliwa i biegu jaáowego. W systemie Multec punkt zapáonu i czas trwania wtrysku są áącznie

wyliczane przez urządzenie sterujące dla kaĪdych warunkðw pracy silnika.

Inicjujący sygnaá zapáonu w starszych modelach pochodziá z czujnika hallotronowego lub

czujnika indukcyjnego umiejscowionych w rozdzielaczu albo z czujnika poáoĪenia waáu

korbowego znajdującego siĊ na kole zamachowym. Od roku 1992 wszystkie silniki mają

bezrozdzielaczowy ukáad zapáonu i czujnik poáoĪenia waáu korbowego staá siĊ standartowym

Ĩrðdáem sygnaáu inicjującego zapáon. RolĊ czujnika obciąĪenia w odmianach SPI i MPI peáni

czujnik ciĞnienia bezwzglĊdnego. Niektðre silniki z systemem Multec-S mają

przepáywomierz z Ä gorącym drutem´. Silnik krokowy znajdujący siĊ w kolektorze wlotowym

zapewnia regulacjĊ prĊdkoĞci biegu jaáowego. Ukáad wtrysku ma charakter jednopunktowy

lub wielopunktowy, natomiast Multec-S to ukáad sekwencyjny. Dwa záącza wielostykowe (32

- stykowe i 24 - stykowe lub dwa 32 - stykowe) áączą urządzenie sterujące z akumulatorem,

czujnikami i elementami wykonawczymi.

Funkcje sterujące

Wytwarzanie sygnaáðw sterujących

Podstawowe punkty zapáonu są przechowywane w pamiĊci urządzenia sterującego w formie

trðjwymiarowej mapy, a chwila zapáonu jest okreĞlana przez aktualne wartoĞci sygnaáðw

obciąĪenia i prĊdkoĞci silnika. Gáðwnym czujnikiem obciąĪenia silnika jest czujnik ciĞnienia

bezwzglĊdnego.

PrĊdkoĞü silnika mierzy czujnik poáoĪenia waáu korbowego. WartoĞci podstawowe są

korygowane, jeĞli silnik znajduje siĊ w fazie rozruchu, biegu jaáowego, hamowania silnikiem

lub czĊĞciowego albo peánego obciąĪenia. NajwiĊkszy wpáyw na korektĊ podstawowych

parametrðw ma temperatura silnika (czujnik temperatury páynu cháodzącego). Mniejszy

wpáyw mają sygnaáy z czujnika temperatury powietrza i czujnika poáoĪenia przepustnicy.

Podstawowe wartoĞci skáadu mieszanki paliwowo-powietrznej są rðwnieĪ przechowywane w

formie trðjwymiarowej mapy, a obciąĪenie i prĊdkoĞü silnika okreĞlają bazowy czas trwania

impulsu otwarcia wtryskiwacza. System Multec okreĞla wspðáczynnik skáadu mieszanki na

podstawie wartoĞci prĊdkoĞci silnika i wartoĞci sygnaáðw z czujnika ciĞnienia

bezwzglĊdnego.

NastĊpnie wspðáczynnik skáadu mieszanki, a zatem i czas otwarcia wtryskiwacza są

korygowane odpowiednio do wartoĞci sygnaáðw z czujnika temperatury páynu cháodzącego i

czujnika poáoĪenia przepustnicy oraz napiĊcia akumulatora. W systemach z wtryskiem MPI

wykorzystywany jest sygnaá z czujnika temperatury powietrza. Inne korekty zaleĪą od fazy

pracy silnika : rozruch zimnego silnika, nagrzewanie silnika, bieg jaáowy, przyspieszenie i

hamowanie silnikiem.

System Multec ma oddzielną mapĊ z parametrami biegu jaáowego. Ta mapa jest

wykorzystywana ilekroü silnik znajduje siĊ w fazie biegu jaáowego. PrĊdkoĞü biegu jaáowego

w fazie nagrzewania i normalnej pracy silnika jest utrzymywana przez ukáad sterujący pracą

silnika na biegu jaáowym. System Multec reguluje prĊdkoĞü biegu jaáowego przez nieznaczne

opðĨnienie lub przyspieszenie punktu zapáonu. To jest przyczyną ciągáej zmiany punktu

zapáonu podczas pracy silnika na biegu jaáowym.

Podstawowe czynnoĞci urządzenia sterującego

NapiĊcie z akumulatora jest stale podáączone do dwðch stykðw urządzenia sterującego.

UmoĪliwia to zachowanie danych chwilowych. Po wáączeniu zapáonu napiĊcie zasilające jest

przekazywane do cewki zapáonowej, czujnika prĊdkoĞci pojazdu, wtryskiwacza, wzmacniacza

i urządzenia sterującego. WiĊkszoĞü czujnikðw (poza tymi, ktðre wytwarzają napiĊcie, np.

czujnik poáoĪenia waáu korbowego lub sonda lambda) jest zasilana napiĊciem odniesienia o

wartoĞci 5,0 V z odpowiedniego styku urządzenia sterującego.Podczas rozruchu i pracy

silnika, sygnaá z czujnika prĊdkoĞci powoduje to, Īe urządzenie sterujące przesyáa napiĊcie do

przekaĨnika, ktðry z kolei uruchamia pompĊ paliwa. Pracują rðwnieĪ ukáady zapáonu i

wtrysku. Obwðd wtryskiwacza jest zamykany przez zwarcie przewodu odpowiedniego

wtryskiwacza do masy. Silnik krokowy sterowany przez urządzenie sterujące reguluje

prĊdkoĞü biegu jaáowego silnika.

Samodiagnostyka

System GM Multec ma ukáad samodiagnostyki, ktðry regularnie sprawdza sygnaáy z

czujnikðw silnika i rejestruje w pamiĊci kody w przypadku nieprawidáowoĞci. Kody te mogą

byü odczytane z pamiĊci za pomocą odpowiedniego czytnika kodðw usterek. JeĪeli

urządzenie sterujące wykryje obecnoĞü usterki, to zwiera jeden ze swoich stykðw i powoduje

zaĞwiecenie lampki ostrzegawczej umiejscowionej w tablicy wskaĨnikðw. Lampka bĊdzie

Ğwieciü tak dáugo, jak dáugo obecna bĊdzie usterka. Po naprawie usterki jej kod pozostanie w

pamiĊci do czasu, gdy zostanie skasowany za pomocą odpowiedniego czytnika kodðw usterek

lub do czasu, gdy silnik zostanie uruchomiony wiĊcej niĪ 20 razy od chwili wystąpienia

usterki.

Awaryjny tryb pracy

W przypadku wystąpienia powaĪnej usterki jednego lub wiĊcej czujnikðw system GM Multec

zamiast sygnaáu z uszkodzonego czujnika podstawia pewną staáą wartoĞü. Tak wiĊc silnik

bĊdzie caákiem dobrze pracowaá z jednym lub wiĊcej uszkodzonymi mniej waĪnymi

czujnikami. JednakĪe, poniewaĪ podstawiane wartoĞci odpowiadają parametrom pracy

rozgrzanego silnika, to silnik bĊdzie dobrze pracowaá w temperaturze normalnej pracy i

znacznie gorzej podczas uruchamiania i nagrzewania. TakĪe niesprawnoĞü waĪnego czujnika,

takiego jak na przykáad czujnik ciĞnienia bezwzglĊdnego, spowoduje znaczne zmniejszenie

osiągðw silnika.

OdciĊcie paliwa podczas hamowania silnikiem

Podczas hamowania silnikiem wystĊpuje zmniejszenie czasu trwania wtrysku benzyny w celu

zmniejszenia emisji szkodliwych skáadnikðw i zuĪycia paliwa.

NapiĊcie odniesienia

Czujniki silnika są zasilane z urządzenia sterującego napiĊciem odniesienia o wartoĞci 5,0 V.

Zapewnia to stabilny poziom napiĊcia, ktðrego wartoĞü nie ulega zmianom pod wpáywem

zmian napiĊcia w instalacji elektrycznej pojazdu. Masowe poáączenia czujnikðw silnika są

wykonane za pomocą poáączonego bezpoĞrednio z masą styku urządzenia sterującego.

Urządzenie sterujące zwiera do masy wszystkie czujniki za pomocą swojego styku, ktðry jest

bezpoĞrednio poáączony do masy.

Ekranowanie sygnaáðw

By zmniejszyü wpáyw fal o czĊstotliwoĞci radiowej, wiele czujnikðw (np. czujnik poáoĪenia

waáu korbowego lub sonda lambda) ma przewody ekranowane.

Czujnik prĊdkoĞci pojazdu

Czujnik prĊdkoĞci pojazdu informuje urządzenie sterujące o prĊdkoĞci pojazdu. Dziaáa na

zasadzie efektu Halla i jest umiejscowiony na skrzyni biegðw za tablicą wskaĨnikðw.

Po wáączeniu zapáonu czujnik prĊdkoĞci pojazdu otrzymuje z niego napiĊcie zasilające

wartoĞci okoáo 10 V. Podczas obrotu linki prĊdkoĞciomierza wyáącznik Halla jest na przemian

wáączany i wyáączany. Sygnaá docierający do urządzenia sterującego ma ksztaát fali

prostokątnej, ktðrej czĊstotliwoĞü odpowiada prĊdkoĞci pojazdu.

Podstawowy sygnaá inicjujący

Czujnik poáoĪenia waáu korbowego

Sygnaá inicjujący pracĊ ukáadðw zapáonu i wtrysku pochodzi z czujnika poáoĪenia waáu

korbowego zamontowanego w pobliĪu koáa zamachowego. Czujnik poáoĪenia waáu

korbowego skáada siĊ z elektromagnesu wytwarzającego pole magnetyczne. Koáo zamachowe

ma wieniec reluktancyjny z 60 zĊbami rozmieszczonymi w regularnych odstĊpach. Dwðch

zĊbðw brakuje. Podczas obrotu koáa zamachowego i zĊbðw dysku w polu magnetycznym

powstaje prąd o zmiennym napiĊciu, odpowiadający prĊdkoĞci obrotowej. Dwa brakujące

zĊby (ulokowane w odstĊpie 180 o) odpowiadają GMP i oznaczają poáoĪenie waáu

korbowego, zmieniając wartoĞü sygnaáu podczas obrotu koáa zamachowego. Jeden brakujący

ząb odpowiada GMP 1. i 2. cylindrowi, drugi 2. i 3. cylindrowi. Amplituda napiĊcia waha siĊ

od 5 V dla prĊdkoĞci biegu jaáowego do 100 V dla prĊdkoĞci 6000 obr / min. Urządzenie

sterujące przeksztaáca ten sygnaá na sygnaá cyfrowy za pomocą przetwornika analogowo -

cyfrowego.

Zapáon bezrozdzielaczowy

Opis ogðlny

ChociaĪ ukáad zapáonu zwany jest bezrozdzielaczowym, to zasada dziaáania jest podobna do

pracy ukáadðw tradycyjnych. W ukáadzie bezrozdzielaczowym zwanym rðwnieĪ ukáadem z Ä

jaáową iskrą ´ jest stosowana cewka z podwðjnym zakoĔczeniem w celu wytworzenia iskry w

dwðch Ğwiecach jednoczeĞnie. Oznacza to, Īe ukáad moĪe byü stosowany tam, gdzie táoki w

dwðch cylindrach opadają i wznoszą siĊ razem. Cewki mają maáą rezystancjĊ obwodðw

pierwotnych w celu uzyskania wiĊkszego natĊĪenia prądu i energii w ukáadzie pierwotnym.

Wzmacniacz ogranicza natĊĪenie prądu do okoáo 8 A, co wystarcza do zachowania nadwyĪki

energii potrzebnej do utrzymania wymaganego czasu trwania iskry elektrycznej.

Gdy w jednym z cylindrðw wybuch nastąpi w suwie sprĊĪania, to w związanym z nim

cylindrze wystąpi suw wydechu i iskra bĊdzie Ä jaáowa ´. Zatem silnik czterocylindrowy

wymaga dwðch par cewek zapáonowych. Ä Iskra jaáowa´ zuĪywa okoáo 3 kV energii , a to jest

duĪo mniej niĪ potrzeba na pokonanie przerwy powietrznej w rozdzielaczu

W systemie GM Multec ukáad zapáonu jest staáoenergetyczny i ma ograniczony prąd

maksymalny. Oznacza to, Īe czas zwarcia jest staáy i wynosi od 3,0 ms do 3,5 ms dla prawie

wszystkich prĊdkoĞci silnika. JednakĪe wspðáczynnik wypeánienia cyklu mierzony w

procentach lub stopniach bĊdzie siĊ zmieniaá w takt zmian prĊdkoĞci silnika. W czasie

rozruchu kąt zwarcia ma staáą wartoĞü kątową i nie zmienia siĊ do chwili, gdy prĊdkoĞü

silnika przekroczy wartoĞü 400 obr/min. Po przekroczeniu tej wartoĞci urządzenie sterujące

zmienia tryb pracy i wartoĞü kąta zwarcia zaleĪy od prĊdkoĞci obrotowej silnika.

W systemie bezrozdzielaczowym wzmacniacz stanowi jedną caáoĞü z podwðjnymi cewkami.

Urządzenie sterujące wylicza prawidáową wartoĞü kąta zwarcia i kąta wyprzedzenia zapáonu

na podstawie informacji otrzymanych z czujnika poáoĪenia waáu korbowego i innych

czujnikðw. Po czym wysyáa sygnaá sterujący cewki zapáonowe przez wzmacniacz. Wysyáane

są dwa sygnaáy, kaĪdy do jednej cewki. Sygnaáy są przesuniĊte o 180 o obrotu waáu

korbowego. Zatem cztery sygnaáy są wysyáane w czasie obrotu o 720 o. Inaczej, iskra pojawia

siĊ raz w kaĪdym cylindrze w ciągu dwðch peánych obrotðw waáu korbowego. Dwa sygnaáy

sterujące pozwalają na elektroniczną regulacjĊ zapáonu. Sygnaá Ä A ´ steruje cewką 1. i 4.

cylindra, a sygnaá Ä B ´ steruje cewką 2. i 3. cylindra.

Czujnik spalania stukowego

Optymalny punkt zapáonu (dla prĊdkoĞci silnika wiĊkszych od prĊdkoĞci biegu jaáowego) jest

poáoĪony w pobliĪu punktu spalania stukowego. Znaczy to ,Īe spalanie stukowe wczeĞniej

czy pðĨniej wystąpi.

Czujnik spalania stukowego jest zamontowany w bloku silnika i zawiera pomiarowy element

piezoceramiczny, ktðry reaguje na akustyczne drgania silnika. Drgania są przetwarzane na

sygnaá napiĊciowy w czujniku spalania stukowego i przesyáane do jego procesora sterującego.

CzĊstotliwoĞü drgaĔ powstających podczas spalania stukowego mieĞci siĊ w paĞmie 8 kHz.

Na początku wyprzedzenie zapáonu bĊdzie miaáo swoją optymalną wartoĞü. Po rozpoznaniu

spalania stukowego urządzenie sterujące opðĨni zapáon. Po ustaniu spalania stukowego

zapáon zostanie przyspieszony do osiągniĊcia wymaganego punktu zapáonu. Spalanie stukowe

wystąpi ponownie. Procedura wciąĪ siĊ powtarza i w jej efekcie silnik pracuje w pobliĪu

swojego optymalnego punktu zapáonu.

Wtrysk benzyny

W wielopunktowym ukáadzie GM MULTEC urządzenie sterujące ma mapy z wartoĞciami

czasu otwarcia wtryskiwacza dla podstawowych warunkðw obciąĪenia i prĊdkoĞci silnika.

Urządzenie sterujące zbiera informacje z takich czujnikðw silnika, jak czujnik ciĞnienia

bezwzglĊdnego, czujnik poáoĪenia waáu korbowego, czujnik temperatury páynu cháodzącego i

czujnik poáoĪenia przepustnicy. Na podstawie tych informacji urządzenie sterujące wybiera z

mapy odpowiednie wartoĞci czasu otwarcia wtryskiwacza. Podczas zamykania wtryskiwacza

indukuje siĊ wsteczna siáa elektromotoryczna o wartoĞci do 60 V.

IloĞü paliwa dostarczonego przez wtryskiwacz jest okreĞlona przez ciĞnienie paliwa i czas

otwarcia wtryskiwacza. Urządzenie sterujące wyznacza czas otwarcia wtryskiwacza i zaleĪy

on od wartoĞci sygnaáðw z rðĪnych czujnikðw. Podczas rozruchu zimnego silnika czas

otwarcia wtryskiwacza jest wydáuĪany w celu wzbogacenia mieszanki paliwowo-powietrznej.

Wtryskiwacze paliwa

Wtryskiwacz paliwa jest zaworem elektromagnetycznym sterowanym przez urządzenie

sterujące. NapiĊcie zasilające jest podawane z przekaĨnika gáðwnego. CzĊĞü masowa obwodu

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: