Moottorinohjauksen teoriaa

Moottorinohjaus on moottorin prosessin ohjausta erilaisissa käyttötilanteissa, mutta jotta ohjausta voidaan tehdä, moottorin toiminta ja prosessi on tunnettava.

Tärkeimpiä seikkoja moottorinohjauksen kannalta ovat,

1. sytytys
2. polttoaine

Moottorin tehoon voidaan vaikuttaa ohjaamalla sytytyksen, polttoaineen ja ilman määrää. Perustilanteessa, kun kaasua painetaan liikenteessä, ohjataan sylinterin täytösastetta ja näin saadaan enemmän tehoa.

Voiman  kaava: F = p x A
kun F on voima, p on paine ja A on pinta-ala.

***

Moottorin käyttöolosuhteet

1. Kylmäkäynnistys -> rikastus

Kylmäkäynnistyksessä on varmistettava syttymiskelpoisen seoksen määrä sytytystulpan alueella. Olosuhteet tunnistetaan jäähdytysnesteen lämpötilaa mittaavan anturin kautta. Polttoainesuuttimien aukioloaikaa säätämällä voidaan vaikuttaa seoksen laatuun.

Kylmäkäynnistysongelmia voi lähteä tutkimaan akusta ja käynnistysjärjestelmän (startti) toimivuudesta, mutta myös polttoaineen saannin kautta (esim. polttoainepumppu). Sytytysjärjestelmästä voi tarkistaa ensiö- ja toisiojännitteen. Alempana on esimerkkikuvia Volvon kaksoiskipinäjärjestelmästä ja lisää tietoa kelojen vastuksien mittaamisesta.

2. Lämmityskäyttö -> joutokäynnin tasaus

Joutokäynti tasataan täytöksen, eli ilma/polttoainesuhteen, määrää säätämällä. Moottorin pyörintänopeus tunnistetaan kampiakselin asentotunnistimen kautta. Kaasuläpän asentotunnistin kertoo ohjausyksikölle, paljonko kaasuläppä on auki. Ilman määrää vähennetään, kun moottori lämpiää. Vianhaku joutokäynninsäätöjärjestelmästä; kaasuläppä, kampiakselin asentotunnistin

3. Kiihdytys -> rikastus/maksimiteho

Kiihdyttäessä tarvitaan paljon tehoa, joten moottoriin syötettävää seosta rikastetaan. Lambda-anturi lakkaa toimimasta hetkellisesti ja moottori voi väliaikaisesti tuottaa enemmän tehoa riippumatta päästöistä. Kiihdytykseen vaikuttavat kaasupolkimen asentoa tunnistava anturi ja nakutuksen tunnistin.


4. Täyskuorma-ajo -> maksimiteho

Täyskuorma-ajossa rajoitetaan pyörintänopeutta ja säädetään polttoaineen ruiskutusta. Tehon tarve täyskuorma-ajolla on myös suurimmillaan, joten seosta säädetään rikkaammalle. Seoksen suhde kuitenkin on oltava tarkka, että voidaan välttää turhia päästöjä.

5. Moottorijarrutus

Moottorijarrutuksessa käytetään hyväksi moottorin omaa vastusta. Moottorijarrutuksessa polttoaineen syöttö katkaistaan. Pyörintänopeus on yli 1500 kierrosta minuutissa. Kaasuläpän asentoa valvotaan.

6. Osakuorma-ajo

Osa-kuorma-ajossa moottorin toiminta pyritään asettamaan polttoaineen ominaiskulutuksen minimin rajapintaan. Palaminen on hidasta, kun käytössä on laihempi seos. Sytytystä siis aikaistetaan, että seos ehtii palamaan kunnolla.

7. Ajo ohuessa ilmanalassa

Ohuessa ilmanalassa rajoitetaan ahtimen pyörintänopeutta, koska ohuempi ilma saa ahtimen pyörimään kovemmin kuin normaalitiheydessä.

***

Mittauksia

Moottorinohjausjärjestelmään tutustuimme oikean kohteen avulla. Otimme muutaman kuvan Volvo V40 ajoneuvosta. Kuvasimme sytytysjärjestelmän, ruiskutusjärjestelmän ja saasteenpoistojärjestelmästä katalysaattorin ja lambda-anturin. Tarkoituksena oli myös kuvata moottorinohjausyksikkö, mutta tässä kyseisessä autossa se sijaitsee ohjaamossa, keskikonsolin sisällä, joten sen esiinsaaminen olisi aiheuttanut enemmän vaivaa.

Kaksoiskipinäsytytysjärjestelmä ja neljä puolaa näkyvissä. Puolien johdot yhdistyvät pareittan aseteltuihin kaksoiskipinäpuoliin. Vasemmalla on sylinterien 2 ja 3 puolat. Oikealle menee sylinterien 1 ja 4 puolat.
Sytytysjärjestys 1-3-4-2.

Sytytyspuolan vastukset voidaan mitata yksittäin puolien päistä vastusmittariasennolla yleismittarin avulla. Vastusarvo vaihtelee puolen pituudesta riippuen n 5 - 20 kilo-ohmin välillä.

Ensiökelan vastusarvoja voidaan tutkia mittaamalla yleismittarin vastusasennolla puolakoteloon menevistä piuhoista. Ensiökelan toinen pää menee ECU:lle transistoriin ja toinen virtalukolle. Arvo jälkimmäisestä irroitettuna on noin ohmin luokkaa. Liitettynä voidaan tehdä myös jännitemittaus.

Toisiokelan vastusarvoja voidaan mitata puolaparien johtojen päistä. Arvo on noin 5 - 20 kilo-ohmia. Mikäli mittaus näin tuottaa äärettömän vastuksen, johdot voi irroittaa puolasta ja mitata johtojen paikalta suoraan. Jos mittaustulos näin antaa normaalin lukeman, voidaan todeta ongelman rajoittuvan irroitettuihin puolanjohtoihin.

Imupuolen putkisto, ruiskutussuuttimet ja niiden liittimet näkyvillä. Polttoaineen syöttö tapahtuu imusarjaruiskutuksena, jossa ruiskutussuuttimet yhdistyvät imusarjan putkien varsiin. Polttoainejärjestelmästä ja saasteenpoistosta lisää täällä.

Vasemmalla näkyy lambda-anturi ja oikean puolen 'mokkula' on katalysaattori.

Tässä kytkentäkaaviossa näkyy mm. sytytyspuolat, joiden mittauksia usein tehdään vianhaussa liittyen käyntiongelmiin.

Jekku