Ecu управління уприскуванням палива, паливні картки

ECU: управління уприскуванням палива, паливні картки

«Благополучне плавання забезпечує не стільки сам корабель, скільки майстерне управління ім.» - Кертіс

Доповнити статтю про паливно-повітряну систему про взаємозв'язок палива з оборотами і навантаженням на двигун мене переконав один з Новомосковсктелей блогу Slavon. Загалом питанні про паливній системі розгляд цього взаємозв'язку має місце бути.

У процесі вивчення даного питання спливло дуже багато корисної інформації, не поділиться якої з вами я просто не зміг. Тому, плановане доповнення переросло в написання нової статті. Статті про те, як ECU дозує паливо в реальних умовах експлуатації автомобіля.

Безумовно, положення дросельної заслінки і абсолютний тиск у впускному колекторі є визначальними факторами дозування палива, вірніше його кількості. А ось за якість суміші, за пропорцію повітря з паливом відповідають інші фактори.

Справа в тому, що в реальних умовах крім обсягу паливно-повітряної суміші комп'ютера ECU необхідно динамічно змінювати співвідношення повітря до палива в залежності від режиму роботи двигуна і його оборотів.

Співвідношення повітря до палива зазвичай позначають абревіатурою AFR (air to fuel ratio). Самим оптимальним співвідношенням повітря до палива вважається коли до 14.7 частини повітря подається 1 частина палива, тобто AFR = 14.7: 1. Якщо співвідношення змінюється в бік збільшення палива, то суміш називають багатою. Якщо співвідношення змінюється в бік зменшення палива, то суміш називають бідною. Наприклад, 12.5: 1 - багата суміш, а 15.9: 1 - бідна.

Але для чого потрібно міняти AFR, якщо відношення 14.7: 1 є оптимальним? Тому, що оптимальним воно є більше з екологічної точки зору і тільки в деяких режимах роботи двигуна. Для інших режимів мотора дана пропорція стане далеко не оптимальною. Наприклад, для прискорення потрібно багатша суміш, а при спокійній крейсерській їзді навпаки буде досить бідної суміші. Щоб зрозуміти, як режим роботи двигуна впливає на AFR розглянемо кожен з них окремо.

Запуск двигуна. У цьому режимі для полегшення запуску ECU «багатих» суміш. AFR варіюється в середньому від 2: 1 до 12: 1. Показання лямбда комп'ютером не враховуються.

Прогрівання двигуна. У міру зростання температури двигуна, яку ECU визначає за допомогою датчика температури охолоджуючої рідини показник AFR змінюється в бік збіднення, тобто кількість палива щодо повітря зменшується. Показання лямбда до повного прогріву також не враховуються.

Холостий хід. За умови, що двигун прогрітий AFR на холостих обертах максимально наближений до стехіометричного, тобто дорівнює 14.7: 1.

Рух з постійною швидкістю, плавне збільшення швидкості. AFR варіюється в межах від 14.5: 1 до 15.9: 1, тобто суміш бідна. Навіть якщо обороти двигуна є високими, але педаль газу натиснута але лише на половину - показник AFR залишиться в тих же межах. При даному навантаженні в приготування суміші втручається лямбда зонд, тобто двигун починає працювати в режимі closed loop (замкнутий контур).

Різке прискорення. Як тільки педаль газу наголошуємо в підлогу і дросельна заслінка повністю відкривається комп'ютер переходить на суміш, яка забезпечує максимальну потужність. при цьому показання лямбда зонда не враховуються, а AFR варіюється від 11.9: 1 до 12: 1, тобто суміш багатих.

Гальмування двигуном. При гальмуванні двигуном, коли включена передача, а дросель повністю закритий (педаль газу не натиснута), ECU сильно бідна суміш. Саме тому гальмувати двигуном або підкочувати до світлофора на передачу вважається економічніше, ніж їзда накатом на «нейтралці».

Тепер вам повинно бути зрозуміло, що для кожного режиму роботи мотора є своє оптимальне значення AFR. Яке саме значення AFR необхідно визначає ECU, грунтуючись на даних про навантаження і оборотах двигуна. ECU визначає ступінь навантаження на двигун за показаннями MAP-сенсора. тобто значення абсолютного тиску у впускному колекторі є показником ступеня навантаження на двигун.

Тиск у впускному колекторі атмосферного двигуна завжди буде менше атмосферного тиску, тобто завжди буде присутній розрідження (вакуум). Розрядження створюється в момент, коли відкриваються впускні клапани, а поршень в циліндрі рухається вниз, до нижчої мертвій точці. Рухаючись вниз поршень всмоктує суміш через впускні порти з впускного колектора, тим самим створюючи там розрідження (згадуємо приклад з пластиковою пляшкою). Чим більше відкрита дросельна заслінка, тим менше сил протидії при всмоктуванні повітря, тим менше розрідження у впускному колекторі (тиск ближче до атмосферного). Вакуум найбільший на холостому ходу і падає під час прискорення і при повністю відкритій дросельної заслінки. Тобто при повністю відкритій дросельної заслінки тиск у випускному колекторі максимально близько до атмосферного.

У випадку з турбованим двигуном, коли повітря в колектор нагнітається примусово тиск у впускному колекторі при високих навантаженнях може бути більше атмосферного, тобто присутній надлишковий тиск. У цьому випадку повітря не всмоктується а заталкивается під тиском. Надмірний тиск часто замінюється словом «буст» від англ слова boost (наддув).

Повернемося до питання про залежність показника AFR від оборотів і навантаження на двигун. Ми з'ясували, що при збільшенні навантаження на двигун суміш повинна збагачуватися. І навпаки - при зниженні навантаження бідних. Також якість суміші залежить і від кількості оборотів двигуна. На високих оборотах суміш повинна трохи багатшими, тобто більше палива по відношенню до повітря.

Виходячи з вищевикладеного можна сказати, що основними факторами визначення співвідношення палива до повітря є абсолютне тиск у впускному колекторі і кількість обертів.

Паливні КАРТИ

По суті показник AFR комп'ютер регулює кількістю палива, що подається на одиницю повітря. Тобто коли потрібна багата суміш ECU «ллє» більше і навпаки. Безпосередню роботу з дозування палива виконують форсунки. Чим довше електричний імпульс ECU подає на форсунку, щоб остання відкрилася і чим вище тиск в паливній системі тим більше палива потрапить в паливно-повітряну суміш. Разом з цим час відкритого стану форсунки обмежена часом, при якому відкриті впускні клапани. А тривалість відкриття впускних клапанів має пряму залежність від оборотів колінчастого вала - чим швидше вал крутиться, тим менше клапана відкриті. Наприклад, при 8500 оборотах тривалість відкриття впускних клапанів становить близько 14 мс.

На ділі виходить, що час відкритого стану форсунки і визначає якість суміші (показник AFR). Але звідки ECU дізнається як довго форсунка повинна бути відкрита? З паливних карт.

Паливна карта це якась таблиця, до якої звертається ECU після того як отримав дані від датчиків про ступінь навантаження на двигун і його оборотах. Паливна карта зашита в мікропроцесорі ECU. Щоб краще зрозуміти як це працює представимо звичайний графік з віссю Y по вертикалі і X по горизонталі. Значення уздовж осі Y позначають обертів двигуна, а значення по осі X - навантаження на двигун, виражену абсолютним тиском у впускному колекторі.

Після визначення ступеня навантаження на двигун і його оборотів ECU звертається до паливної карти і зчитує з неї значення тривалості електричного імпульсу на форсунку. Значення, яке відповідає поточній ступеня навантаження на двигун і його оборотам. Для кожної з безлічі можливих комбінацій обертів / навантаження в паливній картці є конкретне значення тривалості електричного імпульсу. ECU звертається до паливними картками в режимах коли показання лямбда зонда не враховуються. Тобто в спокійних режимах експулатаціі за AFR відповідає лямбда-зонд, а в «бойових» режимах ECU звертається до паливними картками.

* Це скріншот виведення паливної карти з програми S-manager від Hondata - виробника програмованих ECU для Honda. Для зручності коригування паливних карт програма як значення показує не тривалість імпульсу, а кількість палива, що подається в мл, але суть не змінюється.

Зверніть увагу на дані таблиці. Ті осередки, які відповідають низькому навантаженні і низьким оборотам містять мінімальні значення. І навпаки - осередки, які відповідають високому навантаженні і високих обертів мають високі значення.

Колонки таблиці можна умовно віднести до режимам роботи двигуна. Перша колонка призначена для холостих обертів. Значення з колонок 2 - 6 ECU використовує при крейсерському, спокійному режимі їзди, коли дросель відкривається не більше ніж на 50%. Колонки 7-10 використовуються при різкому прискоренні.

ЧИП ТЮНИНГ

Користуючись нагодою, хочу сказати пару слів про чіп-тюнінгу. Звичайно, ця цікава тема заслуговує окремої статті, але оскільки процес чиповки тісно пов'язаний з паливною системою було б не правильно не згадати про неї.

У двох словах чіп-тюнінг можна визначити як процедуру зміни параметрів роботи двигуна, які зашиті в мікрочіп / процесор ECU. Таких параметрів безліч. Як приклад можна привести зрушення відсічення по оборотах, зняття обмеження швидкості, коригування карт запалювання і, звичайно ж, паливних карт.

Справедливості заради відзначимо, що коригування паливних карт дає найбільший ефект і в більшості випадків чіп-тюнінг обмежується саме цим. На автомобілях в «стоковому» виконанні при чіп-тюнінгу задіють резервні можливості мотора, коректуючи паливні карти в сторону збагачення суміші, жертвуючи при цьому екологічним аспектом. Ефект на «стоці» від чиповки вкрай низький, принаймні на Хондах і часто не виправдовує грошові вкладення.

Навпаки, після тюнінгу «заліза» чіповка може дати відчутний результат. Наприклад, після заміни стандартних розподілвалів на більш «злі» рекомендується правити паливні карти. Після турбований атмосферного двигуна чіп-тюнінг просто необхідний, тому що без нього ефект від установки турбіни буде прагнути до нуля, не кажучи вже про ресурс мотора.

Серед безлічі переваг у чіп-тюнінгу є пара недоліків. По-перше, вартість даної послуги відбиває бажання якщо не більшості, то, по крайней мере, половини цікавилися. Наприклад, чип-тюнінг мого Honda Civic оцінили в 420 євро. Звичайно, ціна може сильно відрізняться в залежності від марки автомобіля і його року випуску.

Другий момент - у більшості автовиробників, зокрема у Honda, мікрочіп в ECU непрограмований. Тому, щоб провести безпосередньо саму процедуру чіп-тюнінгу перше, що необхідно зробити - замінити заводський мікрочіп на програмований. Наприклад, всім відомий Hondata для Хонд. До речі, саме цей момент є частковим обгрунтуванням високу вартість послуг чіп-тюнінгу.

Це все, що я можу сказати на цю тему. Вважаю, що питання по паливу закритий. По крайней мере, поки у мене не з'явиться можливість «колупати» паливні карти). Якщо кому-то є що додати буду цьому тільки радий.