Com funciona el sistema d'injecció de combustible multiport MPI

No hi ha cap sistema en un cotxe que no sigui necessari. Però si els dividim condicionalment en els principals i els secundaris, la primera categoria inclourà combustible, ignició, refrigeració i lubricants. Cada motor de combustió interna tindrà una o altra modificació dels sistemes enumerats.

És cert que si parlem del sistema d’encesa (de la seva estructura i de quin principi de funcionament té, ho explica aquí), només el rep un motor de gasolina o un analògic capaç de funcionar amb gas. Un motor dièsel no té aquest sistema, però encendre la barreja d'aire / combustible és similar. L’ECU determina el moment en què cal activar aquest procés. L’única diferència és que, en lloc d’una espurna, una part del combustible s’alimenta al cilindre. A partir de l’alta temperatura de l’aire fortament comprimida al cilindre, el gasoil comença a cremar.

El sistema de combustible pot tenir injecció mono (un mètode puntual de polvorització de gasolina) i injecció distribuïda. Es descriuen detalls sobre la diferència entre aquestes modificacions, així com sobre altres anàlegs d'injecció en una revisió independent... Ara ens centrarem en un dels desenvolupaments més habituals, que reben no només els cotxes econòmics, sinó també molts models del segment premium, així com els cotxes esportius que funcionen amb gasolina (el motor dièsel utilitza exclusivament injecció directa).

Es tracta d’un sistema d’injecció multipunt o MPI. Discutirem el dispositiu d’aquesta modificació, quina diferència hi ha entre la injecció directa i quins són els seus avantatges i desavantatges.

El principi bàsic del sistema MPI

Abans d’entendre la terminologia i el principi de funcionament, s’ha d’aclarir que el sistema MPI s’instal·la exclusivament a l’injector. Per tant, aquells que estiguin pensant en la possibilitat d’actualitzar el seu carburador ICE haurien de plantejar-se la possibilitat d’utilitzar altres mètodes d’ajust de garatge.

Al mercat europeu, els models de cotxes amb marques MPI al motor no són infreqüents. Aquesta és una abreviatura de la injecció de punts múltiples o la injecció de combustible de diversos punts.

El primer injector va substituir el carburador, per la qual cosa el control de l’enriquiment de la mescla aire-combustible i la qualitat d’omplir els cilindres ja no es realitzen mitjançant dispositius mecànics, sinó mitjançant electrònica. La introducció de dispositius electrònics es deu principalment al fet que els dispositius mecànics tenen certes limitacions en termes de sistemes de posada a punt.

L’electrònica fa front a aquesta tasca de manera molt més eficient. A més, el servei per a aquests cotxes no és tan freqüent i, en molts casos, es tracta de diagnòstics informàtics i restabliment d’errors detectats (aquest procediment es descriu detalladament aquí).

Vegem ara el principi de funcionament, segons el qual es ruixa el combustible per formar VTS. A diferència de la injecció mono (considerada una modificació evolutiva del carburador), el sistema distribuït està equipat amb un broquet individual per a cada cilindre. Avui en dia, es compara un altre esquema eficaç: la injecció directa per a motors de combustió interna de gasolina (no hi ha alternativa a les unitats dièsel), en les quals el combustible dièsel s’aspira directament al cilindre al final de la carrera de compressió).

Per al funcionament del sistema de combustible, la unitat de control electrònic recull dades de molts sensors (el seu nombre depèn del tipus de vehicle). El sensor clau, sense el qual no funcionarà cap vehicle modern, és el sensor de posició del cigonyal (es descriu detalladament en una altra ressenya).

En aquest sistema, el subministrador de combustible es subministra a la injectora a pressió. La polvorització es produeix al col·lector d'admissió (per obtenir més informació sobre el sistema d'admissió, llegiu aquí) com amb el carburador. Només la distribució i la barreja de combustible amb aire es produeix molt més a prop de les vàlvules d’admissió del mecanisme de distribució de gas.

Quan un determinat sensor falla, s’activa un determinat algorisme de mode d’emergència a la unitat de control (que depèn del sensor trencat). Al mateix temps, el missatge Check Engine o la icona del motor s’encenen al quadre de comandament del cotxe.

Disseny de sistemes d’injecció multipunt

El funcionament de la injecció multipunt multiport està indissolublement lligat al subministrament d’aire, com en altres sistemes de combustible. El motiu és que la gasolina es barreja amb l’aire a la via d’admissió i, per tal que no s’assenteixi a les parets de les canonades, l’electrònica controla la posició de la vàlvula d’accelerador i, d’acord amb el cabal, l’injector injectarà un certa quantitat de combustible.

El dibuix del sistema de combustible MPI consistirà en:

• Cos de l'accelerador;
• Ferrocarril de combustible (línia que permet distribuir gasolina als injectors);
• Injectors (el seu nombre és idèntic al nombre de cilindres del disseny del motor);
• Sensor DMRV;
• Regulador de pressió de gasolina.

Tots els components funcionen segons l'esquema següent. Quan s’obre la vàlvula d’admissió, el pistó realitza una carrera d’admissió (es mou cap al punt mort inferior). A causa d'això, es crea un buit a la cavitat del cilindre i l'aire és aspirat del col·lector d'admissió. El flux es mou a través del filtre i també passa a prop del sensor de flux d’aire de massa i a través de la cavitat de l’accelerador (per a més detalls sobre la seva funció, vegeu en un altre article).

Per tal que el circuit del vehicle funcioni, s’injecta gasolina al flux en paral·lel a aquest procés. El broquet està dissenyat de manera que la porció s’aspersi sobre la boira, cosa que garanteix la preparació més eficient de BTC. Com millor es barregi el combustible amb l’aire, més eficaç serà la combustió, així com una menor tensió al sistema d’escapament, el component clau del qual és el convertidor catalític (per què cada cotxe modern està equipat amb ell, llegiu aquí).

Quan petites gotes de gasolina entren en un ambient càlid, s’evaporen més intensament i es barregen amb més eficàcia amb l’aire. Els vapors s’encenen molt més ràpidament, cosa que significa que l’escapament conté substàncies menys tòxiques.

Tots els injectors són accionats electromagnèticament. Es connecten a una línia a través de la qual es subministra combustible a alta pressió. La rampa d’aquest esquema és necessària perquè s’acumuli una certa quantitat de combustible a la seva cavitat. Gràcies a aquest marge, es proporciona una acció diferent dels broquets, que van des de la constant fins a la de múltiples capes. Depenent del tipus de vehicle, els enginyers poden implementar diferents tipus de subministrament de combustible per a cada cicle de funcionament del motor.

De manera que, durant el funcionament constant de la bomba de gasolina, la pressió de la línia no supera el paràmetre màxim permès, hi ha un regulador de pressió al dispositiu de rampa. Com es llegeix com funciona i en quins elements consisteix? per separat... L’excés de combustible s’aboca a través de la línia de retorn al dipòsit de gasolina. Un principi de funcionament similar té un sistema de combustible CommonRail, que s’instal·la en moltes unitats dièsel modernes (es descriu amb detall aquí).

La gasolina entra al carril a través de la bomba de combustible i allà és aspirada pel filtre del dipòsit de gasolina. El tipus d’injecció distribuïda té una característica important. L’atomitzador de broquet es munta el més a prop possible de les vàlvules d’entrada.

Cap vehicle funcionarà sense el regulador XX. Aquest element s’instal·la al rang de la vàlvula d’acceleració. En diferents models de cotxes, el disseny d’aquest dispositiu pot variar. Bàsicament és un petit embragatge amb motor elèctric. Està connectat a la derivació del sistema d’admissió. Quan l’accelerador està tancat, s’ha de subministrar una petita quantitat d’aire per evitar que el motor s’aturi. El microcircuit de la unitat de control s’ajusta de manera que l’electrònica sigui capaç de regular independentment la velocitat del motor, segons la situació. Una unitat freda i càlida requereix una proporció pròpia de la barreja aire-combustible, de manera que l’electrònica ajusta diferents rpm XX.

Com a dispositiu addicional, s’instal·la un sensor de consum de gasolina en molts vehicles. Aquest element envia impulsos a l’ordinador de viatge (de mitjana, hi ha uns 16 mil senyals per litre). Aquesta informació no és el més precisa possible, ja que apareix a partir de la fixació de la freqüència i el temps dels polvoritzadors. Per compensar l’error de càlcul, el programari utilitza un factor de mesura empíric. Gràcies a aquestes dades, el consum mitjà de combustible es mostra a la pantalla de l'ordinador de bord del cotxe i, en alguns models, es determina quant viatjarà el cotxe en el mode actual. Aquestes dades ajuden al conductor a planificar els intervals entre el repostatge del vehicle.

Un altre sistema combinat amb el funcionament de l'injector és l'adsorber. Llegiu-ne més per separat... En resum, permet mantenir la pressió del dipòsit de gas a nivell atmosfèric i es cremen vapors de gasolina als cilindres durant el funcionament de la unitat de potència.

Modes de funcionament MPI

La injecció distribuïda pot funcionar en diferents modes. Tot depèn del programari instal·lat al microprocessador de la unitat de control, així com de les modificacions dels injectors. Cada tipus de polvorització de gasolina té les seves pròpies característiques de treball. En resum, el treball de cadascun d’ells es resumeix en el següent:

• Mode d'injecció simultània. Aquest tipus d’injectors fa temps que no s’utilitzen. El principi és el següent. El microprocessador està configurat per polvoritzar simultàniament gasolina a tots els cilindres simultàniament. El sistema està configurat de manera que a l'inici de la carrera d'admissió en un dels cilindres, l'injector injectarà combustible a totes les canonades del col·lector d'admissió. L’inconvenient d’aquest esquema és que un motor de 4 temps funcionarà a partir de la cocció seqüencial de cilindres. Quan un pistó completa la carrera d’admissió, a la resta funciona un procés diferent (compressió, carrera i escapament), de manera que es necessita combustible exclusivament per a una caldera durant tot el cicle del motor. La resta de gasolina es trobava simplement al col·lector d'admissió fins que es va obrir la vàlvula corresponent. Aquest sistema es va utilitzar als anys 70 i 80 del segle passat. En aquells dies, la gasolina era barata, de manera que molt poca gent es preocupava de les despeses excessives. A més, a causa d’un enriquiment excessiu, la barreja no sempre cremava bé i, per tant, s’emetia una gran quantitat de substàncies nocives a l’atmosfera.
• Mode parell. En aquest cas, els enginyers han reduït el consum de combustible en reduir el nombre de cilindres que reben simultàniament la part necessària de gasolina. Gràcies a aquesta millora, va resultar reduir les emissions nocives, així com el consum de combustible.
• Mode seqüencial o distribució de combustible en les fases de temps. En els cotxes moderns que reben un sistema de distribució de combustible, s’utilitza aquest esquema. En aquest cas, la unitat de control electrònic controlarà cada injector per separat. Per fer el procés de combustió del BTC el més eficient possible, l’electrònica proporciona un lleuger avanç de la injecció abans que s’obri la vàlvula d’admissió. Gràcies a això, entra al cilindre una barreja ja preparada d’aire i combustible. La polvorització es fa mitjançant un broc per cicle complet del motor. En un motor de combustió interna de quatre cilindres, el sistema de combustible funciona de manera idèntica al sistema d’encesa, normalment en una seqüència 1/3/4/2.

Aquest darrer sistema s’ha consolidat com una economia decent, a més d’una gran compatibilitat amb el medi ambient. Per aquest motiu, s’estan desenvolupant diverses modificacions per millorar la injecció de gasolina, que es basen en el principi de funcionament de la distribució per fases.

Bosch és el principal fabricant de sistemes d’injecció de combustible per a injecció de gasolina. La gamma de productes inclou tres tipus de vehicles:

1. K-Jetronic... És un sistema mecànic que distribueix gasolina als broquets. Funciona contínuament. En els vehicles produïts per BMW, aquests motors tenien l’abreviatura MFI.
2. A-Jetronic... Aquest sistema és una modificació de l’anterior, només el procés es controla electrònicament.
3. L-Jetronic... Aquesta modificació està equipada amb injectors mdp que proporcionen impuls de subministrament de combustible a una pressió específica. La particularitat d’aquesta modificació és que el funcionament de cada broquet s’ajusta en funció de la configuració programada a l’ECU.

Prova d'injecció multipunt

La violació de l’esquema de subministrament de gasolina es produeix a causa de la fallada d’un dels elements. Aquests són els símptomes que es poden utilitzar per reconèixer un mal funcionament del sistema d’injecció:

1. El motor arrenca amb molta dificultat. En situacions més crítiques, el motor no arrencarà gens.
2. Funcionament inestable de la unitat de potència, especialment al ralentí.

Cal tenir en compte que aquests "símptomes" no són específics de l'injector. Problemes similars es produeixen en cas de mal funcionament del sistema d'encesa. Normalment, el diagnòstic informàtic ajuda en aquestes situacions. Aquest procediment us permet identificar ràpidament la font del mal funcionament que fa que la injecció multipunt sigui ineficaç.

En la majoria dels casos, un especialista simplement elimina els errors que impedeixen que la unitat de control ajusti correctament el funcionament de la unitat de potència. Si el diagnòstic per ordinador mostrava un avaria o un funcionament incorrecte dels mecanismes de polvorització, abans de començar a buscar un element fallit, cal eliminar l’alta pressió de la línia. Per fer-ho, n'hi ha prou amb desconnectar el terminal negatiu de la bateria i afluixar la femella de subjecció de la línia.

Hi ha una altra manera de baixar el cap a la línia. Per a això, es desconnecta el fusible de la bomba de combustible. Llavors el motor arrenca i funciona fins que s’atura. En aquest cas, la pròpia unitat determinarà la pressió del combustible al carril. Al final del procediment, el fusible s’instal·la al seu lloc.

El sistema es comprova en la seqüència següent:

1. Es realitza una inspecció visual del cablejat elèctric: no hi ha oxidació als contactes ni danys a l'aïllament del cable. A causa d'aquests mal funcionaments, és possible que no es subministri energia als actuadors i el sistema deixi de funcionar o sigui inestable.
2. L’estat del filtre d’aire té un paper important en el funcionament del sistema de combustible, per la qual cosa és important comprovar-lo.
3. Les bugies estan comprovades. Pel sutge dels seus elèctrodes, podeu reconèixer problemes ocults (llegiu-ne més per separat) sistemes dels quals depèn el funcionament de la unitat de potència.
4. Es comprova la compressió dels cilindres. Fins i tot si el sistema de combustible és bo, el motor serà menys dinàmic a baixa compressió. Com es comprova aquest paràmetre revisió per separat.
5. Paral·lelament al diagnòstic del vehicle, és necessari comprovar l’encesa, és a dir, si la UOZ està configurada correctament.

Un cop eliminats els problemes amb la injecció, cal ajustar-la. Així es realitza el procediment.

Ajust de la injecció multipunt

Abans de considerar el principi d’ajust de la injecció, val la pena considerar que cada modificació del vehicle té les seves pròpies subtileses de treball. Per tant, el sistema es pot configurar de diferents maneres. Així es realitza el procediment per a les modificacions més habituals.

Bosch L3.1, MP3.1

Abans de continuar amb la configuració d’aquest sistema, heu de:

1. Comproveu l'estat d'encesa. Si cal, les peces gastades se substitueixen per d’altres de noves;
2. Assegureu-vos que l’accelerador funciona correctament;
3. S'instal·la un filtre d'aire net;
4. El motor s’escalfa (fins que s’encén el ventilador).

En primer lloc, s’ajusta la velocitat de ralentí. Per a això, hi ha un cargol d’ajust especial a l’accelerador. Si el gireu en sentit horari (retorçat), l'indicador de velocitat XX disminuirà. En cas contrari, augmentarà.

D'acord amb les recomanacions del fabricant, s'instal·len al sistema analitzadors de qualitat d'escapament. A continuació, es treu el tap del cargol de regulació del subministrament d'aire. En girar aquest element, s’ajusta la composició del BTC, que serà indicat per l’analitzador de gasos d’escapament.

Bosch ML4.1

En aquest cas, el ralentí no està configurat. En lloc d'això, el dispositiu esmentat a la visió general anterior està connectat al sistema. Segons l’estat dels gasos d’escapament, l’operació de polvorització en diversos punts s’ajusta mitjançant el cargol d’ajust. Quan la mà gira el cargol en sentit horari, la composició de CO augmentarà. En girar cap a l’altre costat, aquest indicador disminueix.

Bosch LU 2 Jetronic

Aquest sistema es regula a la velocitat de XX de la mateixa manera que la primera modificació. L’enriquiment de la barreja s’ajusta mitjançant els algoritmes incrustats al microprocessador de la unitat de control. Aquest paràmetre s’ajusta d’acord amb els impulsos de la sonda lambda (per obtenir més informació sobre el dispositiu i el seu principi de funcionament, llegiu per separat).

Bosch Motronic M1.3

La velocitat de ralentí en aquest sistema només es regula si el mecanisme de distribució de gas té 8 vàlvules (4 per a entrada, 4 per a sortida). En les vàlvules de 16 vàlvules, XX s’ajusta mitjançant la unitat de control electrònic.

La vàlvula 8 es regula de la mateixa manera que les modificacions anteriors:

1. XX s’ajusta amb un cargol a l’accelerador;
2. L'analitzador de CO està connectat;
3. Amb l’ajut d’un cargol d’ajust, la composició del BTC s’ajusta.

Alguns cotxes estan equipats amb un sistema com:

• MM8R;
• Bosch Motronic 5.1;
• Bosch Motronic 3.2;
• Sagem-Luke 4GJ.

En aquests casos, no serà possible ajustar la velocitat de ralentí ni la composició de la mescla aire-combustible. El fabricant d'aquestes modificacions no va preveure aquesta possibilitat. Tot el treball l’ha de fer l’ECU. Si l'electrònica no pot ajustar correctament el funcionament de la injecció, hi ha alguns errors o avaries del sistema. Només es poden identificar mitjançant el diagnòstic. En les situacions més difícils, el funcionament incorrecte del vehicle es produeix per una avaria de la unitat de control.

Diferències del sistema MPI

Els competidors dels motors MPI són modificacions com la FSI (desenvolupada per la preocupació TALLAR). Només es diferencien pel lloc de l’atomització del combustible. En el primer cas, la injecció es realitza davant de la vàlvula en el moment en què el pistó d’un cilindre concret comença a realitzar la carrera d’admissió. L’atomitzador es munta en un tub de derivació que va a un cilindre específic. La barreja aire-combustible es prepara a la cavitat del col·lector. Quan el conductor prem el pedal del gas, la vàlvula de l’accelerador s’obre segons l’esforç.

Tan bon punt el flux d’aire arriba a la zona d’acció de l’atomitzador, s’injecta gasolina. Podeu obtenir més informació sobre el dispositiu dels injectors electromagnètics. aquí... El sòcol del dispositiu està fet de manera que una porció de gasolina es distribueix a les fraccions més petites, cosa que millora la formació de la barreja. Quan s’obre la vàlvula d’admissió, una part del BTC entra al cilindre de treball.

En el segon cas, es confia en un injector individual per a cada cilindre, que s’instal·la a la culata al costat de les bugies. En aquest acord, la gasolina s’aplica segons el mateix principi que el combustible dièsel en un motor dièsel. Només l’encesa del VTS es produeix no a causa de l’alta temperatura de l’aire altament comprimit, sinó a causa d’una descàrrega elèctrica formada entre els elèctrodes de la bugia.

Motor FSI

Sovint hi ha debats entre els propietaris de vehicles en què s’instal·la un motor de distribució i injecció directa sobre quina unitat és la millor. Al mateix temps, cadascun d’ells exposa les seves raons. Per exemple, els defensors de MPI es decanten per aquest sistema perquè és més fàcil i barat de mantenir i reparar que el seu homòleg de tipus FSI.

La injecció directa és més costosa de reparar i hi ha pocs especialistes qualificats capaços de realitzar treballs a nivell professional. Aquest sistema s’utilitza amb un turbocompressor i els motors MPI són exclusivament atmosfèrics.

Avantatges i desavantatges de la injecció multipunt

Els avantatges i desavantatges de la injecció multipunt es poden discutir sota el prisma de comparar aquest sistema amb el subministrament directe de combustible als cilindres.

Els avantatges de la injecció distribuïda inclouen:

• Un estalvi significatiu en gasolina en comparació amb aquest sistema, monoinjecció o carburador. A més, aquest motor complirà els estàndards ambientals, ja que la qualitat del MTC és molt superior.
• A causa de la disponibilitat de recanvis i d’un gran nombre d’especialistes que entenen les complexitats del sistema, la seva reparació i manteniment és més barata per al propietari que per a aquells que són el feliç propietari d’un cotxe amb injecció directa.
• Aquest tipus de sistema de combustible és estable i altament fiable, sempre que el conductor no ignori les recomanacions per al manteniment rutinari.
• La injecció distribuïda és menys exigent quant a la qualitat del combustible que el sistema de subministrament directe de gasolina als cilindres.
• Quan es forma VTS a la via d’admissió i passa pel cap de la vàlvula, aquesta part es processa amb gasolina i es neteja, de manera que no s’acumulen dipòsits a la vàlvula, com sol passar en un motor de combustió interna amb un subministrament directe de mescla.

Si parlem de les deficiències d’aquest sistema, la majoria es relacionen amb la comoditat de la unitat de potència (gràcies a l’encesa capa per capa, que s’utilitza en sistemes premium, el motor vibra menys), així com el retrocés del motor de combustió interna. Els motors amb injecció directa i una cilindrada idèntica al tipus de motor en qüestió desenvolupen més potència.

Un altre desavantatge de MPI és l’elevat cost de les reparacions i les peces de recanvi en comparació amb les variants anteriors de vehicles. Els sistemes electrònics tenen una estructura més complexa, motiu pel qual el seu manteniment és més costós. Molt sovint, els propietaris de cotxes amb motor MPI han de fer front a la neteja d’injectors i la reposició d’errors d’equips elèctrics. Tot i això, també ho haurien de fer aquells que tinguin un cotxe amb un sistema de combustible d'injecció directa.

Però, en comparar els injectors moderns, es fa evident que, a causa del subministrament directe de combustible als cilindres, la potència de la unitat de potència és lleugerament superior, l’escapament és més net i el consum de combustible és lleugerament inferior. Malgrat aquests avantatges, un sistema de combustible tan avançat serà encara més car de mantenir.

En conclusió, oferim un petit vídeo sobre per què molts automobilistes tenen por de comprar un cotxe amb injecció directa:

Reptes dels motors de gasolina d'injecció directa TSI i TFSI moderns

Preguntes i respostes:

Què és millor la injecció directa o la injecció de port? Injecció directa. Té més pressió de combustible, està millor ruixat. Això ofereix gairebé un 20% d'estalvi i una escape més neta (combustió més completa del BTC).

Com funciona la injecció de combustible multiport? S'instal·la un injector a cada tub del col·lector d'admissió. Durant la carrera d'admissió, es ruixa combustible. Com més a prop estigui l'injector de les vàlvules, més eficient serà el sistema de combustible.

Quins són els tipus d'injecció de combustible? Hi ha dos tipus d'injecció fonamentalment diferents: monoinjecció (un broquet segons el principi d'un carburador) i multipunt (distribuït o directa.