Moniporttisen polttoaineen ruiskutuksen MPI:n laite ja toimintaperiaate

Paineistettavat polttoaineen ruiskutusjärjestelmät ovat kehittyneet yksinkertaisista mekaanisista laitteista elektronisesti ohjattuihin hajautettuihin järjestelmiin, jotka annostelevat polttoainetta yksilöllisesti jokaiseen moottorin sylinteriin. Lyhennettä MPI (Multi Point Injection) käytetään kuvaamaan periaatetta, jonka mukaan bensiiniä syötetään sähkömagneettisilla suuttimilla imusarjaan mahdollisimman lähelle imuventtiilin ulkopuolta. Tällä hetkellä tämä on yleisin ja massiivisin tapa järjestää bensiinimoottoreiden virransyöttö.

Mitä järjestelmään sisältyy

Tämän rakenteen päätavoitteena oli syklisen polttoaineen syötön tarkka annostelu eli tarvittavan bensiinimäärän laskeminen ja katkaisu riippuen sylintereihin syötetystä ilmamassasta ja muista tärkeistä ajankohtaisista moottorin parametreista. Tämä varmistetaan pääkomponenttien läsnäololla:

• polttoainepumppu sijaitsee yleensä kaasusäiliössä;
• paineensäädin ja polttoaineputki, voivat olla yksi- tai kaksinkertaisia, polttoaineen palautustyhjennyksellä;
• ramppi injektoreilla (suuttimilla), joita ohjataan sähköimpulsseilla;
• moottorin ohjausyksikkö (ECU), itse asiassa, se on mikrotietokone, jossa on kehittyneet oheislaitteet, pysyvä, uudelleenkirjoitettava ja hajasaantimuisti;
• lukuisia antureita, jotka valvovat moottorin toimintatiloja, säätimien asentoa ja muita ajoneuvojärjestelmiä;
• toimilaitteet ja venttiilit;
• ohjelmisto- ja laitteistokompleksi sytytyksen ohjaamiseen, täysin integroitu ECM:ään.
• lisäkeinoja myrkyllisyyden vähentämiseksi.

Varusteet on jaettu kaikkialle auton sisätiloihin tavaratilasta moottoritilaan, solmut on yhdistetty sähköjohdoilla, tietoväylillä, polttoaine-, ilma- ja tyhjiöjohdoilla.

Yksittäisten yksiköiden ja laitteiden toiminta kokonaisuutena

Bensiini syötetään paineistetusta säiliöstä siellä sijaitsevalla sähköpumpulla. Sähkömoottori ja pumppuosa toimivat bensiinin ympäristössä, ne myös jäähdytetään ja voidellaan sillä. Paloturvallisuuden takaa syttymiseen tarvittava hapen puute, bensiinillä rikastettua ilmaseosta ei syty sähkökipinällä.

Kaksivaiheisen suodatuksen jälkeen bensiini tulee polttoainekiskoon. Sen paine pysyy vakaana pumppuun tai kiskoon sisäänrakennetun säätimen avulla. Ylimääräinen valuu takaisin säiliöön.

Oikeaan aikaan rampin ja imusarjan väliin kiinnitettyjen suuttimien sähkömagneetit vastaanottavat sähköisen signaalin ECM-ajureilta avautuakseen. Paineistettu polttoaine ruiskutetaan itse asiassa imuventtiiliin, suihkuttaen ja haihtuen samanaikaisesti. Koska painehäviö ruiskun yli pysyy vakaana, syötettävän bensiinin määrä määräytyy ruiskuventtiilin avautumisajan mukaan. Säädinohjelma ottaa huomioon alipaineen muutoksen keräimessä.

Suuttimen avautumisaika on laskettu arvo, joka on laskettu antureilta saatujen tietojen perusteella:

• massailmavirta tai jakoputken absoluuttinen paine;
• sisäänottokaasun lämpötila;
• kaasuläpän avausaste;
• räjähdyspalamisen merkkien esiintyminen;
• moottorin lämpötila;
• kampiakselin ja nokka-akselin pyörimistaajuus ja vaiheet;
• hapen läsnäolo pakokaasuissa ennen ja jälkeen katalysaattorin.

Lisäksi ECM vastaanottaa tietoja muista ajoneuvojärjestelmistä dataväylän kautta, mikä antaa moottorille vastauksen eri tilanteissa. Lohkoohjelma ylläpitää jatkuvasti moottorin vääntömomentin matemaattista mallia. Kaikki sen vakiot on kirjoitettu moniulotteisiin tilakarttoihin.

Suoran ruiskutusohjauksen lisäksi järjestelmä tarjoaa muiden laitteiden, käämien ja sytytystulppien toiminnan, säiliön tuuletuksen, lämpöstabiloinnin ja monia muita toimintoja. ECM:ssä on laitteisto ja ohjelmisto itsediagnoosin suorittamiseen ja kuljettajalle tiedon antamiseen virheiden ja toimintahäiriöiden esiintymisestä.

Tällä hetkellä kullekin sylinterille käytetään vain yksittäistä vaiheistettua ruiskutusta. Aiemmin suuttimet toimivat samanaikaisesti tai pareittain, mutta tämä ei optimoinut prosesseja moottorissa. Nokka-akselin asentoanturien käyttöönoton jälkeen jokainen sylinteri sai erillisen ohjauksen ja jopa diagnosoinnin.

Ominaisuudet, edut ja haitat

Voit erottaa MPI:n muista ruiskutusjärjestelmistä yksittäisillä suuttimilla, joissa on yhteinen ramppi jakotukkiin. Yksipisteruiskutuksessa oli yksi suutin, joka korvasi kaasuttimen ja oli sen ulkonäöltään samanlainen. Suoraruiskutuksessa palokammioihin on dieselpolttoainelaitteita muistuttavat suuttimet, joissa on korkeapainepumppu asennettuna lohkon päähän. Vaikka joskus suoraruiskutuksen puutteiden kompensoimiseksi se on varustettu rinnakkaisella käyttöramppilla osan polttoaineen syöttämiseksi jakoputkeen.

Tarve organisoida tehokkaampi palaminen sylintereissä johti MPI-laitteiston kehittämiseen. Polttoaine tulee seokseen mahdollisimman lähelle polttokammiota, suihkuttaa ja haihtuu tehokkaasti. Näin voit työskennellä vähärasvaisimpien seosten kanssa, mikä varmistaa tehokkuuden.

Tarkka tietokoneistettu rehunohjaus mahdollistaa jatkuvasti kasvavien myrkyllisyysstandardien täyttämisen. Samaan aikaan laitteistokustannukset ovat suhteellisen alhaiset, MPI:llä varustetut koneet ovat halvempia valmistaa kuin suoraruiskutusjärjestelmillä. Korkeampi ja kestävämpi, ja korjaukset maksavat vähemmän. Kaikki tämä selittää MPI:n ylivoimaisen hallitsevuuden nykyaikaisissa autoissa, erityisesti budjettiluokissa.