Ali veste, kaj se v motorju dogaja, ko pritisnete plin? Časi, ko je bilo motoroznanstvo obvezen predmet pri vozniškem izpitu so mimo, kljub temu pa je dobro, da spoznate, kaj se dogaja v sesalni cevi.

Elektronski vbrizg goriva

Motor z notranjim izgorevanjem rabi za delovanje mešanico zraka in goriva. Od nastanka bencinskih motorjev je to mešanico pripravljal uplinjač, z razvojem elektronike pa se je ponudila druga možnost: elektronski vbrizg goriva. Vbrizg pri bencinskem motorju postaja podoben dizelskemu, vendar z dvema razlikama: pri dizlih se gorivo pod pritiskom vbrizga direktno nad bat, kjer zaradi kompresije pride do samovžiga, pri bencinskih motorjih pa se bencin vbrizga v sesalno cev, mešanico zraka in bencina pa vžge električna iskra.

Zakaj so začeli spreminjati utečen način uplinjevanja goriva? Uplinjač ima dve slabosti, pravzaprav tri: slabo se prilagaja različnim pogojem delovanja motorja in je predrag. Tovarne namreč razvijajo čedalje bolj zmogljive motorje. Večji cilindri zahtevajo večje uplinjače, njihov razvoj pa ni ekonomsko upravičen. Poleg tega države, kot so Švica in ameriška Kalifornija, postavljajo vse ostrejše zahteve po čistih izpušnih plinih. Uplinjač se ne more zadovoljivo prilagoditi vsem spremembam temperature motorja in temperature ter gostote zraka, ker so šobe v njem prilagojene za povprečne pogoje. Skozi izpuh gre v okolje veliko nezgorelih hidrokarbonatov, ki povzročajo smog. Čedalje strožje norme za čist izpuh zahtevajo bolj primerno, preciznejše doziranje goriva.

Priprava izgorevalne zmesi

Že v prejšnjem delu smo spoznali, da je najugodnejše razmerje med zrakom in bencinom 15 : 1. Da to razmerje ostane bolj ali manj konstantno, se mora sistem elektronskega vbrizga goriva stalno prilagajati spremenjenim pogojem delovanja motorja. O njem mora vsak trenutek »zbirati obvestila«. Tipala posredujejo centrali natančne podatke o temperaturah olja in zraka, številu obratov, fazi motorja in o položaju ročice za plin. Med tem, ko se to dogaja, bencinska črpalka v napeljavi ustvari pritisk, centrala pa določi trenutek, ko se odprejo injektorji in se curek goriva pomeša z zrakom v sesalni cevi. Začetek in trajanje vbrizga se neprestano spreminja in prilagaja različnim obratom in temperaturam.

Tipalo za položaj motorja (levo) je pri odmični gredi, tipalo za število obratov (desno) pa pri vztrajniku glavne gredi.

Komponente elektronskega vbrizga goriva se (enako kot pri uplinjaču) delijo na mokri in suhi del. Suhi del predstavlja elektronska centrala, tipala in električna povezava med njimi, mokri pa bencinska črpalka, filter, injektorji in cevi, ki vse skupaj povezujejo z rezervoarjem. Elektronski vbrizg goriva istočasno krmili elektronski vžig, saj so vsi podatki o delovanju motorja že v centrali, ki tako lahko določi trenutek vžiga in prilagaja predvžig. Različni proizvajalci uporabljajo različne sisteme vbrizga. Ogledali si bomo sistem Weber IAW, kakršnega najdemo na večini evropskih motorjev.

Komponente sistema

Suhi del

 

1. Elektronska centrala Shranjuje podatke, ki jih pošiljajo tipala in določa trenutek vbrizga in količino vbrizganega goriva. Na sliki je centrala 16M z ločenim mikroprocesorjem, v katerem so shranjeni parametri vbrizga, glede na vrsto motorja, ter izpušnega sistema. Na podlagi podatkov iz različnih tipal in v skladu s fiksnimi parametri centrala izračuna čas vžiga in trenutek vbrizga, ko se odpre injektor za posamezen cilinder.
Z regulirnim vijakom lahko nastavljamo vsebnost CO (od 0,5 do 3%), kar vpliva na delovanje motorja do 3000 o/min. Čip menjamo le ob zamenjavi izpušnega sistema ali ob predelavi motorja. Preden centralo (zaradi popravila ali električnega varjenja na motorju) odklopimo od omrežja mora biti motor ugasnjen, ključavnica pa mora biti vsaj 15 sekund v položaju 0, da se lahko shranijo podatki. To pa ni vse: centrala preko posebne kontrolne lučke sporoči kodo okvare, na primer nepravilno delovanje enega od tipal. V bodočnosti lahko pričakujemo, da bo okvaro kar sama odpravila.

Novejša centrala 15M je velika le za dve škatlici cigaret in nima zunanjega čipa. Zgoraj levo je pod plastičnim pokrovom tipalo za absolutni pritisk zraka.

 

2. Tipalo absolutnega pritiska meri zračni pritisk v mmHg. Količina goriva se veča premosorazmerno z gostoto zraka, kar je pomembno na različnih nadmorskih višinah. Če je tipalo povezano z ohišjem zračnega filtra, se pri umazanem filtru zmanjša količina goriva.

3. Tipalo temperature zraka. Od temperature zraka je odvisna količina goriva. Pri toplejšem zraku potrebuje motor manj goriva za popolno izgorevanje.

4. Tipalo obratov motorja posreduje podatke o vrtljajih, ki so potrebni za določanje režima pospeševanja ali zaviranja z motorjem. Pospeševanje se veča ali zmanjšuje v razmerju med obrati motorja in položajem ročice za plin. Pri zagonu motorja tipalo centrali sporoči, če je motor dejansko vžgal.

5. Tipalo faze motorja sporoči trenutek, ko je potrebno vbrizgati gorivo in vžgati mešanico. Kadar pri popravilu odklopimo tipalo ali centralo in motor zasučemo, bo trajalo nekaj obratov, da bo vbrizg stekel ob pravem trenutku, motor pa bo ropotal, kot da je poln raztresenih vijakov in matic.

6. Tipalo temperature olja obvešča centralo, kdaj je motor na delovni temperaturi. Hladen motor rabi za delovanje bogatejšo mešanico zraka in goriva, ki jo je potrebno čim hitreje zmanjšati, ko se motor ogreje.

7. Tipalo položaja lopute je reostat, ki posreduje centrali, kako hočemo voziti. Iz neskladja med položajem ročice plina in obrati motorja centrala izračuna, ali želimo pospeševati ali ustavljati. Z dodajanjem plina se povečuje količina goriva, z zmanjševanjem pa zahtevamo, da centrala zmanjša porabo goriva ali da celo zavira z motorjem.

Mokri del

1. Črpalka goriva skrbi za pritisk goriva in med vožnjo ves čas deluje. Ko obrnemo ključ se črpalka za trenutek zažene in ustvari pritisk od 2 do 2.5 bara, potreben za zagon motorja. Črpalke so večinoma centrifugalne z valjčki, motorček je potopljen v bencin in se tudi maže z njim, zato črpalka ne sme delati »na suho«. Protipovratni ventil skrbi, da se bencin skozi črpalko ne vrne v rezervoar in da pritisk v napeljavi ne pade.

Slika bencinske črpalke in prerez. Priključna vijaka imata različen premer, da je ne moremo napačno priključiti.

 

2. Filter goriva je nameščen za črpalko in skrbi, da se ne zamašijo injektorji. Mrežice za čiščenje bencina so nameščeni že v sami črpalki in v pipah na rezervoarju, zato nameščanje dodatnih filtrov ni potrebno in niti ni zaželjeno.

3. Regulator pritiska goriva vzdržuje pritisk v bencinskih ceveh, ki ga ustvari črpalka. Ko pritisk naraste preko določene meje se ventil odpre in spusti odvečno gorivo nazaj v rezervoar.

4. Injektorji so bistvu elektroventili. Eletrični impulz iz centrale namagneti tuljavo in pritegne kotvo, kar odpre pretok goriva. Injektor je lahko le zaprt ali odprt, količina goriva pa je odvisna od časa odprtja.

Slika injetorja in prerez. Pri bencinskih motorjih ni povratnega kanala tako kot pri dizlih, kjer se odvečno gorivo vrača v obtok.

 

Kadar ožamemo plin, še vedno mehansko odpiramo zračno loputo v sesalni cevi, gorivo pa dodaja elektronika. Tako je upor vzmeti ročice za plin manjši, motor se bolje odziva v vseh režimih delovanja in ima (bajé) čistejši izpuh. Motor z elektronskim vezjem je tudi cenejši od tistega z nekaj precizno izdelanimi uplinjači, čeprav je njegovo vzdrževanje dražje in bolj zapleteno. Sistem elektronskega vbrizga ima torej kup prednosti, vsaj dokler se ne pokvari.

Telo z loputo regulira pretok zraka, injektor pa vbrizga gorivo za loputo. Vsak cilinder ima svoje telo, med seboj so povezana z veznimi drogovi. Črna škatla spodaj je tipalo položaja lopute.

Elektronski vbrizg goriva je v razvitem delu sveta postal standard. Uplinjači se vgrajujejo le še v manjše motorje, in v tiste, ki so namenjeni za terensko uporabo. Razvoj pa je naredil še korak naprej: katalizator z lambda sondo. Okrog motorja se nabira vedno več periferije, dosežkov drage in zapletene tehnologije. Si predstavljate, da vozite pod sedežem vašega motorja računalnik, marsikdaj zmogljivejši od tistega doma? In da je izpušni lonec dražji od celega, nekaj let starega motorja? Vse to v imenu čistejšega zraka in lastnega preživetja.

Za konec še v razmislek: brez zraka ni mogoče živeti, brez vožnje z motornimi vozili pa je. Kljub čedalje bolj onesnaženem zraku bomo morali nekako preživeti, ker brez motornih vozil ne moremo. Okolje, način življenja in ne naša oblast nam nalagajo hiter tempo, kjer se moramo voziti, potem pa nam vožnjo zagrenijo in obremenijo s taksami za čisto okolje, ker z njo uničujemo zrak in ogrožamo sami sebe. Kaj je torej najpomembnejše? Vsekakor preživeti! Ampak kako?

Tekst in slike: Uroš Blažko