Kütuse sissepritse bensiinimootorites (6)

Tartu Kutsehariduskeskus
Autode ja masinate remondi osakond
Raul Jõgi
KÜTUSE SISSEPRITSE BENSIINIMOOTORITES
Tartu 2008
Sissejuhatus 3
Esimene kütuse sissepritse bensiinimootoriga auto 3
Mehhaanilise kütuse sissepritsesüsteemi areng 4
Jetronic erinevad tüübid 6
D-Jetronic (1967-1976) 6
K-Jetronic (1974-c.1988) 6
K-Jetronic (Lambda) 6
KE-Jetronic (c.1985-1993) 6
L-Jetronic (1974-c.1985) 6
LE1-Jetronic, LE2-Jetronic, LE3-Jetronic (1981-c.1991) 7
LU-Jetronic (c.1983-c.1991) 7
LH Jetronic (1982-c.1998) 7
Mono -Jetronic (c.1988-c.1995) 7
Kasutatud kirjandus 8

Sissejuhatus

Kütuse sissepritse (fuel injection) põhimõte seisneb selles, et kütust ei pihusta õhu sekka mitte õhusurve karburaatoris ning vastavalt vajadusele karburaatori abisüsteemid, vaid konkreetne seade, mis pritsib surve all kütust vastavalt mootori vajadustele. Sellised seadmed hakkasid autodele tekkima 50-ndatel. Esialgu olid need mitte piisavalt tõhusad ja populaarsed , ent kallid mehhaanilised sissepritsesüsteemid, mis sõkuti efektiivsete, täpsete, ökonoomsete ja töökindlate elektrooniliste sissepritsesüsteemide poolt umbes 80-ndatel ajaloomulda.

Esimene kütuse sissepritse bensiinimootoriga auto

Üks esimesi avalikult tutvustatud bensiini sissepritse süsteeme töötati välja Boschi poolt ja seda tutvustati 1955. aastal Mercedes - Benz 300SL-il. 300SL oli omaaja üks tõsiseltvõetavamaid sportautosid. Samafuturistlik nagu ta tolle aja kohta ülivõimas 3.0 liitrine rida-6 otsesissepritsega (kütus pihustati otse põlemiskambrisse) 180kW-ne mootor, olid erilised ka auto uksed, mis avanesid ülesse. Selle kahekohalise kupee tippkiirus ulatus üle 260km/h, mis tegi autost kiireima tootmises oleva neljarattalise.
Mootori hooldusnõuded olid väga kõrged. Erinevalt tavalisest elektroonilise juhtimisega sissepritsesüsteemist, mehhaaniline kütusepump jätkas kütuse edasi pihustamist mootorisse ajal, kui süüde oli välja keeratud aga mootori pöörded alles peatusid. Bensiin muidugi ei põlenud, vaid pesi maha õli silindriseintelt ja vajus alla karterisse, kus segunes mootori õliga ja kui autoga ei sõidetud piisavalt kaua või piisavalt agressiivselt, siis bensiin ei saanud õlist ka aurustuda, probleemi suurendas suur õliradikas ja ka suur õlikogus (10 liitrit). Kuna auto oli mõeldud rohkem ringrajale, mitte tänavale, siis oli enam kui garanteeritud, et õli temperatuur ei jõudnudki vajaliku pügalani. Seetõttu ainuõige lahendus oli muuta lühikeseks õlivahetusvälp, mis oli 1600 km.
Oli ka muid probleeme, nagu sõitjaile avarii korral üliohtlikud ülesse avanevad uksed(mistõttu kutsuti autot ka „Widowmaker“ (eesti keelde tõlgituna nö „Lesestaja“) surmaga lõppenud õnnetuste tõttu) ning üliraske ja selga valutama panev sidur.
Autoga võideti ka üliolulisi võidusõite (neist kuulsaim Le Mans’i 24h sõit), kuid kahjuks olid autod varustatud tollel momendil (1952. aastal) karburaatorite ja seetõttu oluliselt lahjemate mootoritega (~130kW).

Mehhaanilise kütuse sissepritsesüsteemi areng

Edaspidi kasutas Bosch auto mootori küttesegu segamiseks siiski varianti , kus küttesegu segati enne põlemiskambrisse juhtimist sisselaskekollektoris. See süsteem oli peal paljudel Porsche tipp-võidusõidu mudelitel.
Boschile pakkus konkurenti FAG Kugelfischer, kes tootis diiselmootori kõrgsurvepumpade sarnaseid bensiini sissepritsesüsteemi pumpasid BMW-le (2000, 2002Tii, 2002Turbo, M1), Peogeot-le (404 ja 504) ja Lanciale (Flavia). Kugelfischer oli üliedukas ja suutis valmistada ka pumpasid, mis tootsid üle 500psi ning mida sai kasutada ralli ja sportautodel väga edukalt.
Oli ka teisi vähemedukaid sissepritsesüsteemide ehitajaid.
Kuigi hea küttesegu, kiire reageerimine ja usaldusväärsus töös olid ennenägematud, oli siiski puudusi kütusekulu ja heitgaaside näol võrreldes elektroonilise juhtimisega pritsungiga.
Elektroonilise kütuse sissepritsungi areng
Tegelikult polegi elektrooniline sissepritsung eriti palju noorem oma suguvennast. Esimene elektroonilise juhtimisega pritsungsüsteem debüteeris juba 1957. aastal ameerikas ühel spetsiaal -muskelautol. See oli Rambler Rebel oma 5.4 liitrise töömahuga mootoriga . Sarnaselt varustatud mootritega autod tegelikult masstootmisse ei jõudnudki, kuigi elektrooniline süsteem omas kauglet rohkem seadmise võimalusi kui mehhaaniline. Tol momendil polnud elektrooniline kütusepritse veel oma valupunktidest üle saanud ja süsteem oli piisavalt keeruline, et keegi vähegi tehnikakaugem inimene selle kordaseadmisega teekõrval hakkama ei saanud. Chrysler müüs oma arendustöö Boschile.

Jetronic erinevad tüübid

D-Jetronic (1967-1976)

Analoog kütuse sissepritse. Kütuse pritsimise perioodi kalkuleerimiseks mõõdetakse anduriga vaakum sisselaskekollektoris.

K-Jetronic (1974-c.1988)

Mehhaaniline kütuse sissepritse. See tüüp on erinev pulseeritud pritsesüsteemidest, kus kütus voolab vahetpidamata kõigist pihustitest sel ajal, kui kütus pumbatakse umbes 5 bar-ise rõhu alla. Õhu kulu mõõdetakse, et kalkuleerida kasutatav kütusekogus. Sel süsteemil puudus veel Lamda- andur . Taolist süsteemi kasutasid näiteks VAG, Ferrari ja Ford.

K-Jetronic (Lambda)

K-Jetronic-u variant, kus kasutatakse lamda suhte kontrolli. Süsteem oli vajalik, et mahtuda California väljaheitegaaside mahtude piiridesse. Hiljem vahetati see välja KE-Jetronic vastu.

KE-Jetronic (c.1985-1993)

Elektrooniliselt kontrollitud mehhaaniline kütuse sissepritse. ECU (mootori tööd juhtiv elektoonika ) on lisatud süsteemi, et võtta vastu täpsemaid ja kiiremaid otsuseid mootori töö sujumiseks. Lamda andur võis ja võis ka mitte olla.

L-Jetronic (1974-c.1985)

Analoog kütuse sissepritse. Süsteem kasutab õhukogusemõõtjad. Mootori tööd juhib lihtsam ja usaldusväärsem ECU kui D-Jetronic-ul. Seda süsteemi kasutati massiliselt 80-ndatel Euroopa autodes. Boschi süsteemile väga sarnane süsteem töödati välja ka Lucas , Hitachi Automotive Products ja Nippondenso inseneride poolt. Kuigi võtmekomponendid on sarnased L-Jetronic-u osadele, ei tohiks seda siiski kutsuda L-Jetronic-uks ja nende omavahelised osad ei istu.

LE1-Jetronic, LE2-Jetronic, LE3-Jetronic (1981-c.1991)

See on lihtsam ja modernsem variant L-Jetronic-ust. ECU on palju odavam toota ja standardsem eelmisest põlvkonnast. Ühendused õhulugeja ja ECU vahel on lihsamad. LE2-Jetronic omas sisseehitatud külmkäivituse süsteemi.

LU-Jetronic (c.1983-c.1991)

Sama LE2-Jetronic-uga, aga omab lamda näidu kontrolli. Toodeti USA-turu jaoks.

LH Jetronic (1982-c.1998)

Elektrooniline kütuse sissepritse, mida esmakordselt esitleti valmiskujul 1982 Volvo 240-l Californias. Omab kuumtraat õhukulumõõtjat ja kasutati seda süsteemi enamasti skandinaavia autotööstuses ja väikestes kogustes ka sport - ja luksusautodel.
LH-Jetronic versioon 2.4 omas lamda näidu kontolli ja erinevate lisade kontrolli toetust, nagu näiteks elektrooniline ergutus kontroll ja kütuse rikastust väljalaskegaaside arvelt. Uuematel versioonidel oli ka OBD diagnoosimis tugi.

Mono-Jetronic (c.1988-c.1995)

Elektrooniline kütuse sissepritse. Süsteemis on üks sisselaskekollektori tsentris asuv pihusti. Mono-Jetronic on erinev teistest üksik-pihusti süsteemidest, kuna reageerib ainult gaasipedaali asendile, et otsustada mootori koormatuse üle. Pole mingeid õhukulu- ega vaakumimõõtureid. Mono-Jetronic-ul on alati lamda-andur, mille töö on mootori korrapäraseks tööks ülimalt oluline. Tavaliselt on ka lihtne diagnostikamoodul.

Kasutatud kirjandus

http://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_injection
http://en.wikipedia.org/wiki/Mercedes-Benz_300SL
http://en.wikipedia.org/wiki/Jetronic