Panoramica
Questo documento contiene informazioni su:
Generalità
Premesse per il funzionamento
Funzione
Generalità
La preparazione della miscela comprende il convogliamento del carburante liquido attraverso il circuito di alta pressione del carburante, la regolazione dell'iniezione e la formazione della miscela. Il carburante liquido viene convogliato attraverso il circuito di alta pressione del carburante verso il sistema di iniezione del carburante. La formazione della miscela, per es. la mescolanza di carburante evaporato e aria convogliata, ha luogo nella camera di combustione.
Premesse per il funzionamento
Gestione del motore ON (morsetto 87M)
Motore in fase di funzionamento
Funzione
Regolazione lambda (motore diesel)
Il motore diesel funziona con la formazione della miscela eterogenea interna e l'autoaccensione. Il rapporto aria-combustibile λ indica in che misura l'effettiva miscela di aria e carburante si scosta dal rapporto stechiometrico aria-combustibile nel cilindro. I valori lambda dei motori diesel sono compresi, a pieno carico, tra λ=1,15 e λ=2,0 e, al minimo, tra λ=10 e λ=18.
Regolazione lambda (motore a ciclo Otto)
I motori a ciclo Otto a iniezione diretta vantano un funzionamento a carica stratificata e a carica omogenea. Nel funzionamento a carica omogenea, i valori lambda sono compresi tra λ=0,5 e λ=1,3. Nel funzionamento a carica stratificata, invece, i valori lambda dipendono dallo stato di marcia e dalla condizione di carico (per es. esercizio a carico parziale o a pieno carico).
L'iniezione diretta di benzina è un processo di formazione della miscela durante il quale la benzina viene iniettata direttamente nella camera di combustione ad alta pressione.
Circuito di alta pressione del carburante
Il circuito di alta pressione del carburante è composto essenzialmente dai seguenti componenti:
Ripartitore di carburante
Tubazioni di alta pressione
Valvola limitatrice di pressione (motore diesel)
Sensore di pressione del carburante nel ripartitore del carburante
Iniettori di carburante
Valvola di regolazione della portata
Pompa di alimentazione del carburante ad alta pressione
La pompa di alta pressione del carburante collega il circuito di bassa pressione del carburante e il circuito di alta pressione del carburante. La funzione della pompa di alta pressione del carburante è quella di comprimere il carburante e convogliarlo nel ripartitore del carburante.
La valvola di regolazione della portata nella pompa di alta pressione del carburante regola la portata di carburante nel circuito di alta pressione del carburante.
Dal ripartitore del carburante, tramite i condotti ad alta pressione il carburante raggiunge gli iniettori di carburante, che iniettano il carburante nella camera di combustione (direttamente, separatamente per ogni cilindro e finemente nebulizzato). La centralina di comando motore a combustione interna calcola sulla base di una mappatura l'iniezione per il relativo stato di esercizio. La quantità di iniezione dipende dalla pressione del carburante nel ripartitore del carburante e dalla durata di attivazione degli iniettori di carburante.
La pressione del carburante nel ripartitore del carburante viene regolata tramite la valvola di regolazione della portata. La pressione del carburante nel ripartitore del carburante viene rilevata dal sensore di pressione del carburante e limitata dalla valvola limitatrice di pressione (motore diesel).
Illustrazione di esempio circuito di alta pressione del carburante motore a ciclo Otto a 4 cilindri |
1 | Valvola di regolazione della portata |
2 | Condotto ad alta pressione |
3 | Sensore pressione carburante |
4 | Punteria a rullo |
5.1 | Iniettore di carburante cilindro 1 |
5.2 | Iniettore di carburante cilindro 2 |
5.3 | Iniettore di carburante cilindro 3 |
5.4 | Iniettore di carburante cilindro 4 |
6 | Ripartitore di carburante |
7 | Pompa di alimentazione del carburante ad alta pressione |
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Regolazione dell'iniezione motore a ciclo Otto
I motori a ciclo Otto a iniezione diretta sono studiati per processi di combustione sia omogenei, sia eterogenei. La pressione di iniezione del carburante arriva fino a 250 bar. Come iniettori vengono utilizzate valvole a fori multipli a comando piezoelettrico, sistemate di solito al centro nella camera di combustione. L'azionamento della pompa di alta pressione del carburante avviene tramite l'albero a camme.
I seguenti stati di esercizio sono supportati da un'iniezione multipla:
Avviamento
Riscaldamento del catalizzatore a tre vie
Stabilizzazione della combustione a elevato regime del motore, ovvero a regime del motore < 2000/min
Mantenimento in temperatura del catalizzatore a tre vie al minimo durante le fasi di minimo più lunghe
La centralina di comando motore a combustione interna calcola sulla base di una mappatura la durata e la pressione di iniezione partendo di seguenti segnali:
Pressione e temperatura del carburante
Segnale Hall albero a camme di aspirazione
Segnale Hall albero a camme di scarico
Temperatura del liquido di raffreddamento
Temperatura dell'aria di sovralimentazione a monte della valvola a farfalla
Temperatura dell'aria di sovralimentazione a valle della valvola a farfalla
Pressione a valle della valvola a farfalla, carico del motore
Richiesta carico motore
Sensore del pedale dell'acceleratore, azionamento pedale dell'acceleratore (veloce o lento)
Regime di rotazione motore
Valvola lambda a monte del catalizzatore
Vengono inoltre considerate le richieste della funzione coordinamento della coppia.
La centralina di comando motore a combustione interna regola la durata dell'iniezione alle seguenti condizioni di funzionamento:
Carico parziale
Esercizio a pieno carico
Variazione di carico
Tramite la durata dell'iniezione (apertura dell'iniettore), all'iniettore viene assegnata la quantità di iniezione.
Carico parziale
Nell'esercizio a carico parziale, la centralina di comando motore a combustione interna calcola, con il motore a temperatura di esercizio, il tempo di attivazione degli iniettori di carburante in funzione dei seguenti fattori:
Regolazione lambda
Pressione del carburante
Coppia del motore richiesta
Esercizio a pieno carico
Per garantire la coppia massima del motore, in esercizio a pieno carico, la centralina di comando motore a combustione interna con valvola a farfalla completamente aperta allunga il tempo di attivazione degli iniettori di carburante e aumenta la pressione di iniezione.
Sul sensore pedale acceleratore la parte della corsa compresa all'incirca tra il 10 e il 90 % rientra nel carico parziale mentre la parte eccedente all'incirca il 90 % rientra nel pieno carico.
Variazione di carico
In caso di rapida modifica della posizione del pedale dell'acceleratore (per es. durante l'accelerazione del veicolo), la valvola a farfalla viene aperta o chiusa a velocità elevata. Si può avere così un breve impoverimento o arricchimento della miscela di caria e carburante. La centralina di comando motore a combustione interna adegua di conseguenza la miscela di aria e carburante incrementando o riducendo il tempo di attivazione degli iniettori di carburante sulla base di una mappatura. In questo modo si impedisce una marcia a scosse, causata dall'apertura e dalla chiusura rapide della valvola a farfalla.
Illustrazione di esempio circuito di alta pressione del carburante motore diesel a 4 cilindri |
8.1 | Iniettore di carburante cilindro 1 |
8.2 | Iniettore di carburante cilindro 2 |
8.3 | Iniettore di carburante cilindro 3 |
8.4 | Iniettore di carburante cilindro 4 |
9 | Tubazioni di alta pressione |
10 | Ripartitore di carburante |
11 | Sensore di pressione del carburante alta pressione |
12 | Valvola di regolazione della portata |
13 | Pompa di alimentazione del carburante ad alta pressione |
14 | Ruota dentata |
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Regolazione dell'iniezione motore diesel
Nel motore diesel, sono possibili fino a sei iniezioni per ciclo di lavoro per un comando preciso della combustione. La pressione di iniezione massima può arrivare fino a 2000 bar.
Per ridurre la rumorosità della combustione, viene utilizzata una preiniezione doppia nell'area grande della mappatura. Una postiniezione annessa viene impiegata per l'ottimizzazione delle emissioni.
Durante la rigenerazione del filtro antiparticolato per motori diesel, hanno luogo diverse postiniezioni intervallate.
La centralina di comando motore a combustione interna assegna al motore la necessaria quantità di carburante in funzione della condizione di carico e della temperatura del liquido di raffreddamento.
La regolazione dell'iniezione è descritta nei seguenti punti:
Regolazione pressione carburante
Preiniezione
Iniezione principale
Postiniezione
Correzione quantità di iniezione
Regolazione pressione carburante
La regolazione della pressione del carburante viene comandata tramite la regolazione della quantità dalla valvola di regolazione della portata sulla pompa di alta pressione del carburante.
Preiniezione
Per ridurre la rumorosità della combustione e le emissioni di gas di scarico, prima dell'iniezione principale ha luogo una preiniezione, grazie alla quale la combustione è più fluida.
Iniezione principale
L'iniezione principale avviene al termine della preiniezione e serve alla generazione della potenza e della coppia. L'iniezione principale viene regolata mediante il momento di iniezione e la durata dell'iniezione.
Postiniezione
La postiniezione serve a incrementare la temperatura dei gas di scarico e a supportare il processo di conversione delle sostanze contenute nei gas di scarico nel catalizzatore ossidante e la rigenerazione del filtro del particolato. Il particolato nei gas di scarico viene bruciato a posteriori dall'aumento della temperatura dei gas di scarico.
Correzione quantità di iniezione
La correzione della quantità di iniezione inoltre è dotata delle seguenti caratteristiche:
Regime del motore compreso tra 1000/min e 2600/min, cioè fase di rilascio o normale esercizio di marcia
Temperatura dell'olio motore > 80 °C
La correzione quantità di iniezione si suddivide in due ambiti parziali:
Calibratura della quantità zero
Correzione quantità di iniezione principale
Calibratura della quantità zero
A causa dell'attrito all'apertura e alla chiusura degli iniettori di carburante, nel corso del tempo di funzionamento la quantità di iniezione risulta variata. La quantità di iniezione modificata può essere corretta tramite un adattamento della durata di attivazione. Durante il normale funzionamento del motore o in fase si rilascio viene calibrata una quantità di iniezione pilota (separatamente per ogni cilindro) a intervalli definiti. Questa durata di attivazione corrisponde a una quantità di iniezione definita. La differenza tra la nuova durata di attivazione e quella nominale viene utilizzata per la correzione della quantità di iniezione.
Correzione quantità di iniezione principale
Con questa funzione, la quantità di iniezione principale viene corretta con l'ausilio della sonda lambda a monte del catalizzatore. Con questo metodo, la quantità di iniezione viene adattata fino a quando non viene raggiunto il valore lambda nominale memorizzato nella centralina di comando motore a combustione interna.
A causa delle tolleranze degli iniettori di carburante e del misuratore di massa d'aria a film caldo, i valori di emissione vengono influenzati. Per mantenere costanti i valori di emissione, la centralina di comando motore a combustione interna modifica il tasso di ricircolo dei gas di scarico tramite l'attuatore per il ricircolo dei gas di scarico bassa pressione e l'attuatore per il ricircolo dei gas di scarico alta pressione. Tramite l'elemento sensore sonda lambda a monte del catalizzatore viene sorvegliato il tasso di ossigeno residuo.
Bloccaggio di sicurezza dell'alimentazione di carburante
Per garantire la sicurezza della circolazione stradale e degli occupanti, viene effettuato un disinserimento di sicurezza alimentazione carburante a determinati presupposti.
La centralina di comando motore a combustione interna attiva il disinserimento di sicurezza alimentazione carburante alle seguenti condizioni:
Segnale di crash diretto o indiretto
Guasto meccanico nel regolatore della valvola a farfalla (nei motori a ciclo Otto)
Segnale di crash diretto o indiretto
Se la centralina di comando motore a combustione interna riceve direttamente o indirettamente un segnale di crash dalla centralina di comando SRS, essa disinserisce la pompa di alimentazione del carburante e la valvola di regolazione della portata. Per togliere la pressione all'impianto di alimentazione del carburante, gli iniettori di carburante vengono inoltre attivati brevemente.
Guasto meccanico nel regolatore della valvola a farfalla (nei motori a ciclo Otto)
La centralina di comando motore a combustione interna confronta continuamente la posizione nominale e quella effettiva del regolatore della valvola a farfalla. Se viene riconosciuto uno scostamento e, quindi un guasto meccanico, l'alimentazione di carburante viene disinserita.
Schema di funzionamento | |||
Schema delle funzioni disinserimento di sicurezza alimentazione carburante | Motore 260, 282, 608 nel tipo 118, 177, 247Motore 264 nel tipo 167 | ||
Motore 176, 177 nel tipo 167 | |||
Motore 139 nel tipo 118, 177 | |||
Motore 654 nel tipo 118, 167, 177, 247Motore 654 nel tipo 213, 238, 257 a partire dall'anno di produzione 2021Motore 656 nel tipo 167, 223 | |||
Motore 254, 264 nel tipo 213, 238, 257 a partire dall'anno di produzione 2021Motore 256 nel tipo 167Motore 256 nel tipo 213, 238 a partire dall'anno di produzione 2021 | |||
Motore 256 nel tipo 223 | |||
Motore 176 nel tipo 223 | |||
Schema delle funzioni regolazione dell'iniezione | Motore 608 nel tipo 118, 177, 247 | ||
Motore 282 nel tipo 118, 177, 247 | |||
Motore 260 nel tipo 118, 177, 247Motore 264 nel tipo 167 | |||
Motore 654 nel tipo 118, 167, 177, 247Motore 654 nel tipo 213, 238, 257 a partire dall'anno di produzione 2021Motore 656 nel tipo 167, 223 | |||
Motore 254, 264 nel tipo 213, 238, 257 a partire dall'anno di produzione 2021Motore 256 nel tipo 167Motore 256 nel tipo 213, 238 a partire dall'anno di produzione 2021 | |||
Motore 176, 177 nel tipo 167 | |||
Motore 139 nel tipo 118 | |||
Motore 256 nel tipo 223 | |||
Motore 176 nel tipo 223 | |||
Motore 279 nel tipo 223 | |||
Ulteriore funzione di base | |||
Regolazione lambda - Funzione di base | Motore 139, 176, 177, 254, 256, 260, 264, 279, 282 | ||
Centraline di comando | |||
Centralina di comando motore a combustione interna - Funzione di base | Motore tutti (Autovetture) | ||
Componenti | |||
Pompa di alta pressione del carburante - Funzione di base | Motore tutti (Autovetture) | ||
Iniettori di carburante - Funzione di base | Motore tutti (Autovetture) | ||
Sensore di pressione del carburante ripartitore del carburante - Funzione di base | Motore 282, 608 | ||
Valvola di regolazione della portata - Funzione di base | Motore tutti (Autovetture) | ||
Regolatore della valvola a farfalla - Funzione di base | Motore tutti (Autovetture) |
Documenti citati
- gf0702p2000a Pompa di alta pressione del carburante - Funzione di base
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- gf0704p2005a Sensore di pressione del carburante ripartitore del carburante - Funzione di base
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- gf0708p9890a Centralina di comando motore a combustione interna - Funzione di base
- gf0708p9890a
- gf0710p1054a
- gf0710p1054a Regolazione lambda - Funzione di base
- gf0761p2000a Regolatore della valvola a farfalla - Funzione di base