Guide insputningsystem i bilar
Jag kommer här att försöka förklara lite om hur olika givare och komponenter till olika insprutningssystem fungerar. Inom kort så kommer även en funktionsbeskrivning hos de olika system att komma, så jag redigerar allt eftersom. Jag vet att det ser lite tråkigt ut med bara text men jag ska försöka få in lite bilder oxå.
I en förgasare så blandas luften och bensin i förgasaren för att sedan sugas in i motorn. I ett insprutningsystem så sprutas bensinen in i motorn med hjälp av insprutare som är fästa i insuget (direktinsprutning med insprutare i topplocket finns det med).
Vanliga system
K-Jetronic – Kontinuerlig insprutning (mekanisk)
KE-Jetronic - Kontinuerlig insprutning med lambdareglering
L-Jetronic – Elektroniskt styrd bränsleinsprutning
LE-Jetronic Elektroniskt styrd bränsleinsprutning med lambdareglering
LH-Jetronic – Elektroniskt styrd bränsleinsprutning med lambdareglering
Mono-Jetronic – Centralinsprutning med lambdareglering
Motronic – Elektroniskt styrd bränsleinsprutning och tändning med lambdareglering.
Trionic – Elektroniskt system som styr bränsle, tändning och laddtryck (turbo). Lambdareglering.
Vanliga komponenter och givare
Bränsletank: I dagens moderna bilar med EVAP system så är det viktigt att den håller tätt så att inga bränsleångor kan smita ut i omgivningsluften. En så enkel grej som att du har glömt att sätta på tanklocket efter att du har tankat kan generera i en felkod på EVAP systemet.
Bränslepump: I dagens moderna bilar så använder man sig av en elektrisk bränslepump. Den sitter oftast i tanken och är då oftast integrerad med bränslenivågivaren.
Bränsletrycksregulator: Hur mycket bränsle som ska sprutas in styrs av styrenheten genom längden på den elektriska signalen till insprutaren. För att insprutningsmängden enbart ska styras av öppningstiden för insprutaren så är det viktigt att det alltid är samma tryck i systemet. Genom att använda en bränsletrycksregulator så kan man hålla bränsletrycket konstant oberoende av gasspjällets läge och undertrycket i insuget. För att göra detta så reglerar man hur mycket bränsle som ska returneras till tanken, trycket i insuget påverkar ett membran i bränsletrycksregulatorn som stänger/öppnar returen till tanken.
EGR ventil: EGR är en förkortning för EXHAUST GAS RECIRCULATION och det innebär på svenska ”avgasåterförening”. EGR ventilen är alltså en ventil som leder en del av de redan förbrända avgaserna till insugsröret för att sänka förbränningstemperaturen, då en hög förbränningstemperatur gör att höga halter av kväveoxid bildas. Avgaser återförs aldrig vid fullgas eller kall motor.
EVAP system: När bilen står still så bildas det bränsleångor i bränsletanken. För att inte dessa ska läcka ut i luften så har man ett EVAP system som samlar upp alla bränsleångor i ett kolkanister. När man sedan startat motorn och den har kommit upp i arbetstemperatur så öppnas en ventil och bränslet förbränns.
Kallstartsventil: En kallstartsventil har till uppgift att spruta in extra bränsle vid kallstart, den sitter i insuget och styrs inte av styrenheten utan av en termotidströmställare som matar kallstartsventilen med ström då motorn har en temperatur under 35 grader. Den sprutar endast in bensin under startögonblicket vilket innebär att när tändningsnyckeln har återgått till 15 läget och motorn är igång så bryts strömmen och kallstartsventilen sprutar inte in mer bränsle. Det finns en skyddsfunktion som bryter strömmen till kallstartsventilen om motorn inte startar efter 7,5 sekunder. Detta för att motorn inte ska bli sur.
Kallstartsventilen återfinns endast i K-Jetronic och L-Jetronic systemen. I de andra systemen så är det de vanliga insprutarna som sprutar in extra mycket soppa vid kallstarter.
Kamaxellägesgivare: Kamaxellägesgivaren har till uppgift att kolla var kamaxeln står, detta främst för att veta vilken cylinder som står i kompressionsläge. Förekommer på bilar med elektroniskt styrd tändning och på bilar med variabla ventiltider.
Katalysator: En katalysator används för att minska utsläppen av de tre giftiga ämnena som koloxid (CO), oförbrända kolväten (HC) och kväveoxider (NOx). Detta uppnås genom en kemisk reaktion som bildas när platinametallen i katalysatorn uppnår en temperatur på ca 400 grader, dock är arbetstemperaturen hos en katalysator ca 900 grader.
Knacksensor: En knacksensor sitter på motorblocket för att känna av om motorn knackar (okontrollerad självantändning av bränslet innan tändstiftet har gett sin gnista). Om en knackning uppstår så skickar knacksensorn en signal om detta till styrenheten, som sedan räknar ut vilken cylinder som knackat (genom att kontrollera vilken cylinder som fått gnista senast). När denna beräkning utförts så sänker styrenheten tändningen i den berörda cylindern i flera olika steg, om inte detta hjälper så kan styrenheten välja att spruta in mer bränsle i cylindern. På turbobilar kan styrenheten även genom en turboreglerventil sänka laddtrycket om motorn registrerar knackningar (exempelvis på Saab Trionic).
Lambdasond: En lambdasond är en syresensor som sitter i avgasröret (före katalysatorn) och känner av mängden syre i avgaserna. Lambdasonden krävs för att motorn ska kunna blanda bränsle med luft till ett blandningsförhållande på 14,7 kg luft till 1 kg bränsle vilket är det optimala blandningsförhållandet för att katalysatorn ska kunna rena så bra som möjligt.
Det fungerar så att lambdasonden har en keramikdel som löper igenom hela lambdasonden, och denna keramikdel blir ledande för syrejoner vid ca 300 grader. Och om det finns en skillnad i syrehalt mellan sondens inre del och yttre del så bildas det en spänning. Beroende på hur stor spänning som skickas till styrenheten så indikerar lambdasonden en mager eller fet blandning.
Luftmängdmätare: En luftmängdmätare mäter hur mycket luft motorn suger i sig, den tar alltså inte hänsyn till temperatur och luftfuktighet. Därför så finns det en lufttemperaturgivare integrerad i vissa luftmängdmätare (bland annat till L-Jetronic).
Luftmassemätare: En luftmassemätare mäter inte mängden luft som motorn suger i sig, utan den mäter luftens massa. Hur mycket syre luften innehåller ändrar sig beroende på temperatur, tryck, fuktighet osv. Därför är det bra att veta luftens massa så att styrenheten kan reglera hur mycket bränsle som ska sprutas in efter det, detta för att bensin blandar sig med syret.
Luftemperaturgivare: En lufttemperaturgivare är precis som namnet en givare som mäter temperaturen på den insugna luften, den finns både som separat givare och som givare integrerad i luftmängdmätaren i L-Jetronic systemet.
Map sensor: Map sensor är en givare som känner av trycket i insugsröret, detta blir sedan ett mått på hur mycket motorn belastas. Map sensorns signal används sedan för att skicka signal till styrenheten så att denne kan ändra tändtidpunkt och insprutningstid efter hur mycket motorn belastas. När motorns gasspjäll är stängt (tomgång) så har vi ett undertryck och en låg belastning på motorn. Om vi tvärtemot har ett helt öppet spjäll (fullgas) så har vi atmosfärtryck (lika mycket tryck innan som efter spjället) och en hög belastning på motorn. Denna givare ersätter vakuumregulatorn i elfördelaren.
Motortemperaturgivare: En motortemperaturgivare är en sensor som sitter någonstans på motorn (topplocket eller motorblocket). Den känner av motorns temperatur och skickar sedan signal till styrenheten. Detta görs för att styrenheten ska kunna öka på insprutningsmängden vid kall motor (chokeverkan), eller för att ändra tändtidpunkten för snabbare uppvärmning av motorn. Sedan ger även motortempgivaren signal till instrumentet i bilen om hur varm motorn är.
Spjällägesgivare: Gasspjällägesgivaren är den givare som sitter på gasspjället och alltså känner efter hur det står, hur mycket föraren gasar helt enkelt. På vissa insprutningssystem så sitter det endast en gasspjällsbrytare som indikerar tomgång och fullgas, allt där emellan räknas som dellastområde.
Tomgångsmotor: En tomgångsmotor reglerar hur mycket luft motorn ska få när motorn arbetar på tomgång och gasspjället är stängt. Eftersom att luftmassemätaren känner av hur mycket luft motorn suger i sig så reglerar den insprutad bränslemängd kontinuerligt.
Vevaxellägesgivare/vevaxelhastighetsgivare: Vevaxelgivaren har 2 funktioner, att känna av vevaxelns läge och vevaxelns hastighet. Beroende på system så kan det vara en givare eller 2 givare med varsin uppgift, finns det 2 olika givare så ger den ena signal om vevaxelns läge och den andre ger signal om vevaxelns hastighet.
Lambdareglering
För att styrenheten ska veta hur mycket bränsle insprutarna ska spruta in så måste den ta hänsyn till ett antal olika värden från olika givare, det är de som talar om för motorn i vilket drifttillstånd den befinner sig i. Spjällägesgivaren talar om för styrenheten hur mycket föraren gasar, luftmassemätaren talar om för styrenheten hur mycket luft motorn suger i sig, map-sensorn talar om för styrenheten om hur belastad motorn är och vevaxelgivaren talar om för styrenheten hur snabbt motorn snurrar. Med hjälp av data från dessa givare så kan motorn utgå från förinställda värden för att reglera insprutningsmängd. Detta kallas Open-loop läge då motorn endast regleras efter redan förinställda värden.
För att finjustera bränsleblandningen så att den hamnar så nära 14,7:1 som möjligt så behöver man ta hjälp av en lambdasond. Vitsen med att hamna så nära 14,7:1 som möjligt är att katalysatorn renar som bäst då, och utsläppen blir bättre. Lambdasonden känner av syremängden i avgaserna, och kan på så sätt känna av om motorn jobbar med en mager eller fet blandning. Om lambdasonden signalerar att motorn går fett så skickar styrenheten en kortare signal till insprutarna så att de är öppna under en kortare tid och mindre bränsle sprutas in. Detta görs i små steg tills lambdasonden signalerar att motorn går magert. Då skickar styrenheten en längre signal till insprutarna så att de håller sig öppna längre och mer bränsle sprutar in i små steg tills lambdasonden signalerar att motorn går fett då samma procedur upprepas igen. Det innebär att motorn aldrig regleras så att bränsleblandningen blir exakt 14,7:1 men i och med att lambdasonden reglerar mellan fet och mager hela tiden konstant så blir medelvärdet på bränsleblandningen väldigt nära 14,7:1.
När lambdasonden reglerar hur mycket bränsle som ska sprutas in så kallas det att motorn går i closed-loop (reglerat läge eller sluten slinga). Detta eftersom att mängden bränsle som sprutas in finjusteras efter aktuella värden som lambdasonden ger. Det finns dock vissa driftstillstånd då lambdasonden inte tillåts reglera och motorn går i open loop, exempel på dessa är vid fullgas och kallstart då lambdasond och katalysator inte uppnått arbetstemperatur.
