Zariadenie a princíp činnosti viacportového vstrekovania paliva MPI

Systémy tlakového vstrekovania paliva sa vyvinuli z jednoduchých mechanických zariadení na elektronicky riadené distribuované systémy, ktoré individuálne dávkujú palivo do každého valca motora. Skratka MPI (Multi Point Injection) sa používa na označenie princípu privádzania benzínu elektromagnetickými vstrekovačmi do sacieho potrubia, čo najbližšie k vonkajšej strane sacieho ventilu. V súčasnosti je to najbežnejší a najmasívnejší spôsob organizácie napájania benzínových motorov.

Čo je súčasťou systému

Hlavným cieľom tejto konštrukcie bolo presné dávkovanie cyklickej dodávky paliva, teda výpočet a odrezanie potrebného množstva benzínu v závislosti od vzdušnej hmoty privádzanej do valcov a ďalších dôležitých aktuálnych parametrov motora. To je zabezpečené prítomnosťou hlavných komponentov:

• palivové čerpadlo je zvyčajne umiestnené v plynovej nádrži;
• regulátor tlaku a palivové potrubie, môže byť jednoduché alebo dvojité, s odtokom spätného paliva;
• rampa s injektormi (injektormi) riadenými elektrickými impulzmi;
• riadiaca jednotka motora (ECU), v skutočnosti je to mikropočítač s pokročilými perifériami, permanentnou, prepisovateľnou pamäťou s náhodným prístupom;
• početné snímače, ktoré monitorujú prevádzkové režimy motora, polohu ovládacích prvkov a iných systémov vozidla;
• pohony a ventily;
• softvérový a hardvérový komplex pre riadenie zapaľovania, plne integrovaný do ECM.
• dodatočné prostriedky na zníženie toxicity.

Výbava je rozmiestnená po celom interiéri auta od kufra až po motorový priestor, uzly sú prepojené elektrickými rozvodmi, počítačovými dátovými zbernicami, palivovým, vzduchovým a vákuovým vedením.

Fungovanie jednotlivých jednotiek a zariadení ako celku

Benzín je dodávaný z tlakovej nádrže tam umiestnenou elektrickou pumpou. Elektromotor a čerpacia časť pracujú v prostredí benzínu, sú ním aj chladené a mazané. Požiarna bezpečnosť je zabezpečená nedostatkom kyslíka potrebného na zapálenie, zmes so vzduchom obohateným benzínom sa nezapáli elektrickou iskrou.

Po dvojstupňovej filtrácii vstupuje benzín do palivovej koľajnice. Tlak v ňom je udržiavaný stabilne pomocou regulátora zabudovaného do čerpadla alebo koľajnice. Prebytok sa odvádza späť do nádrže.

V správnom momente dostanú elektromagnety vstrekovačov, upevnené medzi rampou a sacím potrubím, elektrický signál od ovládačov ECM, aby sa otvorili. Palivo pod tlakom sa v skutočnosti vstrekuje do sacieho ventilu, pričom sa súčasne rozprašuje a odparuje. Pretože pokles tlaku na vstrekovači je stabilný, množstvo dodávaného benzínu je určené časom otvorenia ventilu vstrekovača. Zmenu vákua v kolektore zohľadňuje program regulátora.

Čas otvorenia trysky je vypočítaná hodnota vypočítaná na základe údajov získaných zo senzorov:

• hmotnostný prietok vzduchu alebo absolútny tlak v potrubí;
• teplota nasávaného plynu;
• stupeň otvorenia škrtiacej klapky;
• prítomnosť príznakov detonačného spaľovania;
• teplota motora;
• frekvencia otáčania a fázy polohy kľukového hriadeľa a vačkových hriadeľov;
• prítomnosť kyslíka vo výfukových plynoch pred a za katalyzátorom.

Okrem toho ECM prijíma informácie z iných systémov vozidla cez dátovú zbernicu, čím zabezpečuje odozvu motora v rôznych situáciách. Blokový program nepretržite udržiava matematický model krútiaceho momentu motora. Všetky jeho konštanty sú zapísané vo viacrozmerných režimových mapách.

Okrem priameho riadenia vstrekovania systém zabezpečuje chod ďalších zariadení, cievok a zapaľovacích sviečok, odvetrávanie nádrže, tepelnú stabilizáciu a mnoho ďalších funkcií. ECM má hardvér a softvér na vykonávanie vlastnej diagnostiky a poskytovanie informácií vodičovi o výskyte chýb a porúch.

V súčasnosti sa používa iba individuálne fázované vstrekovanie pre každý valec. V minulosti vstrekovače pracovali súčasne alebo vo dvojiciach, čo však neoptimalizovalo procesy v motore. Po zavedení snímačov polohy vačkového hriadeľa dostal každý valec samostatné riadenie a dokonca aj diagnostiku.

Charakteristické vlastnosti, výhody a nevýhody

MPI môžete odlíšiť od iných vstrekovacích systémov prítomnosťou jednotlivých trysiek so spoločnou rampou smerujúcou do rozdeľovača. Jednobodové vstrekovanie malo jediný vstrekovač, ktorý nahradil karburátor a bol mu podobný. Priame vstrekovanie do spaľovacích komôr má trysky pripomínajúce dieselové palivové zariadenie s vysokotlakovým čerpadlom inštalovaným v hlave bloku. Aj keď niekedy, aby sa kompenzovali nedostatky priameho vstrekovania, je dodávaný s paralelnou prevádzkovou rampou na privádzanie časti paliva do zberného potrubia.

Potreba organizovať efektívnejšie spaľovanie vo valcoch viedla k vývoju zariadenia MPI. Palivo vstupuje do zmesi čo najbližšie k spaľovacej komore, účinne sa rozprašuje a odparuje. To vám umožní pracovať s najchudobnejšími zmesami, čím sa zabezpečí účinnosť.

Presná počítačová kontrola krmiva umožňuje splniť stále sa zvyšujúce normy toxicity. Zároveň sú náklady na hardvér relatívne nízke, stroje s MPI sú lacnejšie na výrobu ako so systémami priameho vstrekovania. Vyššia a trvanlivejšia a opravy stoja menej. To všetko vysvetľuje drvivú prevahu MPI v moderných autách, najmä v rozpočtových triedach.