funzionamento dell'iniezione elettronica

[alex9971_2012]

Il sistema di iniezione elettronica,sostituisce l'ormai datato carburatore,in quanto considerato troppo inefficiente riguardo i consumi e l'inquinamento atmosferico.Il nuovo sistema di iniezione elettronica,risolve tali lacune,e a differenza del carburatore,riesce a gestire la quantità di benzina immessa nella camera di combustione,e la polverizzazione della benzina stessa.Questo sistema è composto dai seguenti circuiti:
CIRCUITO DI CARBURAZIONE:
è quel circuito in cui al suo interno circola il carburante e collega il serbatoio agli iniettori.Tale circuito è composto da:
-POMPA D'ALIMENTAZIONE:è quella pompa che ha lo scopo di prelevare la benzina dal serbatoio e di inviarla nel circuito in pressione.Tale pompa,è immersa nella benzina,ed ha tre stadi di funzionamento:
-chiave girata nel quadro:quando il conducente gira la chiave nel quadro,oltre ad aver l'accensione primaria delle spie e i vari check control,la pompa d'alimentazione invia in pressione il carburante per un periodo brevissimo di tempo,dopo il quale si disattiva.La pompa invia in pressione il carburante,affinché l'accensione sia svolta il più rapidamente possibile
-avviamento:quando il conducente mette in moto il motore,la pompa d'alimentazione,invia in maniera continua,carburante in pressione
-spegnimento:quando il conducente arresta il motore,la pompa d'alimentazione viene anch'essa arrestata,al fine di non avere quantità di carburante eccessive nel motore
In casi di estrema emergenza,la pompa d'alimentazione è dotata di un interruttore inerziale,in cui arresta il funzionamento della pompa d'alimentazione,nel caso in cui si ricevano forti urti (come incidenti stradali).In caso di interruzione accidentale,come ad esempio sconnessi stradali,la pompa d'alimentazione,può essere riattivata mediante l'apposito tasto presente sull'interruttore
-FILTRO CARBURANTE:il suo compito è molto intuibile cioè,filtrare qualsiasi impurità presente nel carburante affinché non ci siano agenti estranei nella benzina che ne possano compromettere la sua combustione o il funzionamento dell'intero sistema
-TUBO RIPARTITORE:questo tubo,ha il particolare compito di ripartire il carburante in base al numero di iniettori presenti,oltre anche a distribuire il carburante in ogni iniettore con la stessa pressione.Esso svolge anche un azione di accumulatore in quanto,al suo interno accumula la pressione di carburante
-REGOLATORE DI PRESSIONE:il suo scopo è quello di regolare la pressione entro i limiti standard definiti dalla centralina.Tale elemento,è posto su un'estremità del tubo ripartitore ed è comandata da una membrana.,qualora .Il regolatore di pressione è composto da un cilindro costituito di lega metallica,di cui questo cilindro è diviso in due parti mediante una membrana;la parte superiore è costituita da:
-molla tarata:questa molla,ha il compito di dover contrastare il movimento della membrana,affinché non possa aprire la valvola di ritorno
-tubazione del collettore di aspirazione:ha il compito insieme alla molla,di contrastare il movimento della membrana mediante la sua depressione
Invece,la parte inferiore è costituita da:
-tubazione di ritorno:serve per poter far ritornare il carburante in eccesso nel serbatoio privo di pressione
Per quanto riguarda la membrana,è costituita da un materiale elastico,posta tra la zona superiore,e la zona inferiore del cilindro.In questa membrana è collegata una valvola,che andrà a chiudere la tubazione di ritorno.Ai lati del cilindro,sono posti le tubazioni di arrivo,che servono per poter immettere il carburante al suo interno
Il funzionamento del regolatore di pressione è estremamente semplice,in quanto il suo funzionamento è dovuto da un gioco di forze.Questo gioco di forze in atto sono;la pressione della benzina,contro la depressione del collettore di aspirazione e la molla.Quando la pompa d'alimentazione invia una maggior quantità di carburante,svilupperà una forza uguale e contraria da quella sviluppata dalla depressione e dalla molla,riuscendo così a sollevare la membrana e la sua relativa valvola.Qualora il conducente non acceleri più,la depressione nel collettore di aspirazione aumenterà,e quindi la pressione della benzina sarà in grado di sollevare maggiormente la membrana e la sua relativa valvola

-ELETTROINIETTORI:sono iniettori elettrici,il cui scopo è quello di iniettare nel collettore d'aspirazione o direttamente nella camera di combustione,il carburante.Tali elettroiniettori sono così costituiti:
-polverizzatore:si trova nella parte inferiore dell'iniettore,e il suo scopo è quello di polverizzare finemente il carburante e di introdurlo nella camera di combustione
-spillo:si trova nella parte superiore dell'iniettore e il suo scopo è quello di "tappare"il polverizzatore affinché non ci sia introduzione di carburante nella camera di combustione
-molla di tenuta:lo scopo di questa molla è quello di tenere premuto lo spillo sul polverizzatore,affinché si possa avere una chiusura ottimale dell'intero sistema
-indotto magnetico:è un elemento conduttore,del quale il suo scopo è quello di tener fermo il polverizzatore
-avvolgimento magnetico:è un elemento conduttore,in cui quando passa corrente nell'avvolgimento,questo elemento si solleverà per effetto del campo magnetico,affinché possa permettere il flusso di carburante
L'intero complesso è comandato da un solenoide posto all'interno dell'iniettore,in cui questo solenoide viene alimentato con impulsi elettrici provenienti dalla centralina.Quando la centralina invia un'impulso elettrico,il solenoide attirerà verso l'alto lo spillo,lasciando liberi dei passaggi per il carburante,viceversa,lo spillo chiuderà il polverizzatore e non ci sarà più passaggio di carburante

IL CIRCUITO DI ASPIRAZIONE:
Tale circuito,ha il compito di aspirare l'aria esterna e di condurla all'interno del motore,affinché si possa miscelare con la benzina e formare la miscela.Questo circuito di aspirazione è composto da:
-FILTRO DELL'ARIA:il suo compito è relativamente semplice,ovvero quello di filtrare l'aria esterna durante l'immissione,in modo tale da eliminare qualsiasi impurità presente nell'aria
-VALVOLA A FARFALLA (CORPO FARFALLATO):è comandato dall'acceleratore,ed il suo compito è quello di far passare una determinata quantità d'aria all'interno del motore.In proporzione a quanto sia premuto l'acceleratore,si avrà una determinata apertura della valvola a farfalla.Inoltre questa valvola,è accompagnata da un determinato sensore,il cui compito di questo sensore è determinare la posizione della valvola a farfalla,in modo tale da poter inviare una determinata quantità di carburante in proporzione all'apertura della valvola.Questo sensore è collegata alla valvola accelleratore mediante un apposito leveraggio,ed è capace di leggere tre distinte informazioni riguardanti la posizione valvola
-valvola aperta
-apertura parziale
-valvola chiusa
-SENSORE INDICATORE DELLA QUANTITA' D'ARIA:questo sensore è composto da una valvola fluttuante e da un potenziometro,la valvola fluttuante in base a quanta aria passa,tenderà a spostarsi verso sinistra.In base a quest'angolo,il potenziometro invierà una serie di impulsi elettrici alla centralina,del quale quest'ultima ne regolerà la miscela e la quantità di carburante da iniettare
-COLLETTORE DI ASPIRAZIONE:questo collettore,ha lo scopo di condurre l'aria all'interno della camera di combustione
-CONDOTTO PRINCIPALE DI ASPIRAZIONE:è un condotto,del quale all'interno di esso,circola l'aria
IL CIRCUITO DI AVVIAMENTO:
Tale circuito,nelle condizioni di motore a freddo,sarà lui il responsabile principale per l'avviamento del motore,inviando rispetto alle condizioni di avviamento standard,una maggiore quantità di miscela,per rendere l'avviamento a freddo,più semplice.Tale circuito è composto da:valvola aria supplementare,elettroiniettore a freddo,interruttore termico a tempo.
-VALVOLA ARIA SUPPLEMENTARE:questa valvola,ha il compito di dotare il motore,di una maggiore quantità d'aria,affinché si possa avere un avviamento del motore,più semplice.Questo sistema,raggira la valvola a farfalla collegata all'acceleratore,mediante una tubazione che collega il condotto principale di aspirazione al collettore di aspirazione.Questa valvola è composta da una membrana forata,il cui compito è quello di limitare il passaggio d'aria in base alla temperatura della lamina,e una lamina bi-metallica,formata da due metalli con caratteristiche differenti e collegati tra loro,in cui questa lamina viene riscaldata elettricamente.In base ai valori di temperatura (la cui temperatura aumenterà in proporzione della temperatura motore),questa lamina,modificherà la sezione della tubazione della valvola supplementare,facendo passare una maggiore o una minore quantità d'aria.Inoltre se necessario,questo dispositivo farà passare una maggiore quantità d'aria in caso di basso regimo.Inoltre,nella zona della valvola fluttuante,per agevolare ciò,è presente un by-pass,affinché l'aria possa aggirare la farfalla fluttuante
-INTERRUTTORE TERMICO:tale elemento,ha lo scopo di dettare i tempi di operazione del circuito d'avviamento,in cui quando tali tempi sono terminati mediante la temperatura del motore,l'interruttore termico chiude il circuito d'avviamento e ripristina il circuito standard di iniezione
-ELETTROINIETTORE A FREDDO:il loro compito è quello di iniettare una quantità supplementare di carburante nel collettore di aspirazione

 

[alex9971_2012]

CIRCUITO ELETTRICO:
Il circuito elettrico,è un insieme di dispositivi elettrici,che provvedono al controllo dell'intero sistema.La parte più fondamentale dell'intero circuito,e se vogliamo anche dell'intero complesso è la centralina elettronica:
-CENTRALINA ELETTRONICA ECU (Engine Control Unit):è una centralina di tipo elettronica del quale ha il compito di gestire la quantità di benzina immessa nella camera di combustione (oltre anche alla formazione della miscela),la combustione della benzina stessa e infine controllare l'intero sistema ed assicurarsi infine che tutto funzioni alla perfezione
Affinché questa centralina possa funzionare in maniera efficiente e possa conoscere tutte le variabili in gioco all'interno del sistema,è necessario che ci siano altri componenti,tra cui;
-sensore temperatura motore:questo sensore è in stretto contatto con il motore,affinché ne determini i valori di temperatura del motore,allo scopo di controllare i suoi valori medi di temperatura.E' importante che la temperatura non sia né troppo eccessiva e né troppo minima,in quanto potrebbe creare danni al motore,tra cui;fusione e danni derivanti dall'accensione a freddo
-numero di giri del motore:questo sensore,oltre a mostrarci il valore di giri del motore (rpm),ha lo scopo anche di scambiare informazioni con la centralina ECU,al fine di gestire la quantità di benzina immessa nella camera di combustione oltre anche per vari fattori
-sensore di detonazione:questo sensore come dal nome stesso,ha lo scopo di prevenire le detonazioni,innescando anticipatamente la scintilla dalla candela
-fasatura d'accensione:è la posizione del pistone in cui l'impianto d'accensione provoca la scintilla affinché incendi la miscela.E' fondamentale avere integrato nella centralina il controllo della fasatura d'accensione,in quanto con l'incremento del numero di giri del motore,all'interno della camera di combustione entra una quantità sempre più ridotta di benzina,causando come conseguenze una bassa potenza e un basso rendimento.Quindi,lo scopo del controllo di fasatura d'accensione,è che in base al numero di giri del motore,all'interno della camera di combustione,entri una quantità costante di benzina in modo da beneficiarne le prestazioni e il rendimento
-sensore sonda lambda:è un sensore posto nel collettore di scarico,affinché individui particelle di benzina non combuste,notificando ciò alla centralina ECU affinché ne migliori il rapporto aria/benzina
-sensore posizione della valvola a farfalla (throttle sensor position):è un sensore,il cui compito è quello di controllare la posizione della valvola a farfalla,affinché quest'ultima non dia problemi al motore,in quanto una valvola,anche se di poco aperta o chiusa,potrebbe influenzare la composizione della miscela,rendendola da stechiometrica a magra oppure viceversa

La centralina elettronica,dopo aver ricevuto una serie di informazioni dai suoi sensori,invia degli impulsi al circuito carburante,in cui in base a questi impulsi,il circuito ne determinerà la giusta pressione di iniezione e la quantità di immissione di benzina.
-RELE':sono un insieme di interruttori elettro-magnetici,che attivano o disattivano uno o più elementi di bordo.In genere,esistono due tipologie di relè montate in questo impianto,cioè
-relè comando pompa:fornisce l'alimentazione elettrica alla pompa d'alimentazione
-relè comando iniettori e centralina:fornisce l'alimentazione elettrica a questi due elementi
-BATTERIA:è un dispositivo elettrico,in cui il suo scopo è quello di inviare energia elettrica all'intero complesso
-BOBINA D'ACCENSIONE:è un trasformatore elettrico,il cui scopo è quello di innalzare il valore di tensione per le candele
-INTERRUTTORE AVVIAMENTO:è un interruttore il cui scopo è quello,mediante un apposita chiave,di mettere in moto il motore,e di spedire l'energia elettrica nelle varie utenze di bordo
FUNZIONAMENTO COMPLESSIVO DELL'INTERO SISTEMA
(l'impianto in considerazione,su cui è stato effettuato questo apprendimento è un Bosch l-jetronic)

L'aria aspirata entra dal condotto principale (6),in cui la quantità d'aria immessa all'interno del motore,viene calcolata dalla farfalla fluttuante (6a),in cui,gli spostamenti della valvola fluttuante,vengono percepiti dal potenziometro,che invierà una serie di impulsi elettrici alla centralina di bordo (7).Come è stato detto precedentemente,l'aria viene aspirata all'interno del motore grazie all'apertura della valvola a farfalla,o meglio valvola acceleratore (12),la cui posizione viene calcolata dal sensore di posizione valvola (12a) per mezzo di un apposito leveraggio,mediante la posizione della valvola acceleratore,la centralina elettronica,deciderà la quantità di aria e di benzina per comporre la miscela.Nel frattempo,la pompa d'alimentazione (2),aspira il carburante dal serbatoio (1),inviandolo in pressione nell'intero circuito.Prima di essere iniettato nella camera di combustione,il carburante,passa attraverso un filtro (3),dopo essere stato filtrato,il carburante si dispone all'interno di un tubo ripartitore (4),affinché possa essere iniettato dagli elettroiniettori (9) all'interno dei cilindri.La pressione del carburante che sviluppa all'interno del tubo ripartitore,viene controllata costantemente da un regolatore di pressione (5)a membrana.Nel caso in cui fosse necessario predisporre l'avviamento a freddo,gli elementi protagonisti saranno;l'elettroiniettore a freddo (11),collocati all'interno del collettore di aspirazione (10),e la valvola supplementare aria (13),in cui raggirando la valvola a farfalla,invierà aria nel motore.Questo intervallo di funzionamento,viene regolato da un interruttore termico(14),in cui basandosi sulla temperatura motore,disattiverà l'elettroiniettore e la valvola aria supplementare.Lo scopo di questi elementi appena citati è quello di fornire al motore,di una quantità supplementare di miscela,affinché si possa avere un avviamento semplice.L'intero sistema viene alimentato dalla batteria dell'auto (18),e dalla scatola relè (16)che alimenta o interrompe l'alimentazione elettrica alle varie utenze,e infine abbiamo la bobina (15),che invia un maggior valore di tensione alle candele.L'intero sistema può essere attivato o disattivato dal interruttore d'avviamento (17)
(8)sensore temperatura
CLASSIFICAZIONE PER POSIZIONE DELL'INIETTORE
In base alla posizione degli elettroiniettori,si avranno le seguenti tipologie di iniezioni:
-iniezione indiretta:i cui elettroiniettori sono disposti all'interno del collettore di aspirazione.Questa tipologia di disposizione,si può ricondurre alla tipica iniezione Single Point,in cui è presente un unico iniettore nel collettore di aspirazione,del quale è in grado di alimentare l'intero motore,i vantaggi di questa disposizione ovviamente sono i costi di costruzione relativamente bassi,mentre l'unico svantaggio è che limita di parecchio le prestazioni
-iniezione diretta:i cui iniettori sono disposti a monte della valvola di aspirazione.Questa tipologia di disposizione,si può ricondurre alla tipica iniezione Multipoint,in cui a monte della valvola di aspirazione,sono presenti più iniettori.I vantaggi di questa disposizione è che la miscela viene iniettata direttamente nella camera di combustione,favorendone le prestazioni.Mentre gli svantaggi sono i costi di costruzione e la particolare disposizione
BREVE ACCENNO ALL'INIEZIONE MECCANICA
L'iniezione meccanica,è l'iniezione di carburante mediante un insieme di elementi meccanici anziché elettronici.Un tipico esempio di iniezione meccanica,può essere il complesso iniettore-pompa.L'iniettore-pompa,è costituita da una pompa,che viene azionata da un eccentrico secondario,presente sull'albero a camma,di cui mette ad altissima pressione il carburante,pressione che risulta essere più grande di quella dell'iniezione elettronica.Appena messo il carburante in pressione,l'iniettore stesso,sarà pronto ad iniettarlo nella camera di combustione.Questo dispositivo una volta era interamente meccanico,poi in un tempo secondario,questo dispositivo,fu dominato dall'elettronica,che permetteva un maggior controllo di immissione carburante.Questo dispositivo,non è più in atto dal 2009,in quanto non rispetta più i canoni dell'Euro 5.I vantaggi di questo sistema sono che sviluppa molto più alta,pertanto avremo una riduzione dei consumi più netta dell'iniezione elettronica,e un riempimento maggiore e rapido.Gli svantaggi invece sono i costi di costruzione elevati,le dimensioni notevoli,l'obsolescenza del componente e inquina maggiormente