واحد اندازه گیر هوا شامل یک محفظه مخروطی است که در میان آن یک صفحه ای متصل به اهرم قرار گرفته است . تعادل وزنی صفحه واهرم را یک وزنه عهده دار است . این تعادل در حالت خاموش بودن موتور می باشد و در هنگام روشن بودن موتور به نسبت مصرف هوا ، تعادل صفحه اندازه گیر با دبی هوای مصرفی موتور بهم می خورد . البته بعداً توسط نیروی هیدرولیکی سوختی که به پلانجر کنترل سوخت تاثیر می کند ، نوعی تعادل در سیستم ایجاد می شود .در حقیقت موقعیت صفحه اندازه گیر با مقدار هوای عبوری از محفظه مخروطی تعیین می شود و حرکت آن توسط اهرم به پلانجر توزیع کننده سوخت منتقل می شود و آنرا بسمت بالا حرکت می دهد

شرح کامل سیستم K-Jetronic :

سوخت از باک توسط پمپ برقی به آکومولاتور می رسد و ضربان آن در این قسمت جذب می شود سپس به فیلتر رسیده و ناخالصی از سوخت جدا می شود .

سوخت وارد شده به سیلندر اندازه گیری کننده یا خارج شده از آن به کناره های مخالف صفحه نازک فولادی دیافراگمی منتقل می شود و این صفحه هنگامی که فشار پمپ بیش از فشار طرف بیرونی صفحه باشد ، راه های انتقال سوخت را به انژکتورهای میخی شکل مسدود می کند . هنگامی که بنزین وارده به سیلندر اندازه گیری کننده در وضعیتی باشد که فشار در هر دو طرف صفحه دیافراگمی یکسان با شد ، خطوط ارتباطی مفتوح شده و بنزین یا هر سوخت دیگر با فشار پمپ انژکتورها هدایت می شود  البته با باز شدن خطوط ارتباطی به انژکتورها ، فشار طرف بیرونی صفحه دیافراگمی افت پیدا کرده و بلافاصله باعث بسته شدن این خطوط می شود تا زمانی که دوباره فشار در دو طرف یکسان شود .

هدف تمامی این مجموعه ایجاد یک جریان سوخت مداوم و در عین حال متغیر با وجود یک فشار سوخت کمتر از فشار دیافراگم بود . سوخت به طرف بالای آن رانده می شد و سیستم  K-Jetronic کار می کرد . نحوه انتقال سوخت به طرف انژکتور به صورت امواج و دایره های بسته ای صورت گرفته و فرکانس این مربع با افزایش هوای ورودی به داخل موتور افزایش پیدا می کرد .

قسمت کنترل سوخت ارسالی به انژکتورها :

بین فیلتر هوا و دریچه گاز موتور واحد کنترل سوخت ارسالی قرار دارد . این قسمت شامل یک سنسور و کنترل دبی هوا و یک تقسیم کننده سوخت بین لوله های انژکتور ها ست . سنسور دبی سنج هوا ، در مقابل حجم هوای ورودی تغییر موضع داده وروی سوخت ارسالی تاثیر می گذارد ورود ، هوا مصرفی موتور از دهانه مخروطی شکل ، باعث حرکت صفحه حساس سنسور شده و در نتیجه اهرم متصل به صفحه اندازه گیر به بالا حرکت کرده و پلانجر کنترل سوخت نیز به سمت بالا هدایت می شود . با بالا رفتن پلانجر شیار خروجی آزادشده و سوخت بیشتری به انژکتور ها فرستاده می شود . هر چه هوای مصرفی موتور افزایش یابد ، پلانجر حرکت بیشتری به سمت بالا داشته و در نتیجه ارسال سوخت از شیار پلانجر به انژکتور ها زیادتر خواهد بود . وقتی موتور خاموش است ، صفحه اندازه گیر و پلانجر توسط وزنه تعادل و فنر برگردان در پایین ترین وضعیت قرار دارد . در این حالت سوخت ارسالی به انژکتور ها به صفر می رسد . هرگاه موتور حالت پس زدن شعله داشته و فشار مانیفولد گاز بالا رود ، صفحه اندازه گیر به سمت پائین حرکت کرده و دریچه را بزرگتر می کند تا تاثیر فشار منفی سیستم را معیوب نسازد .

تبدیل یک سیستم انژکسیون دیزل به سیستمی که بنزین استفاده کند کاری بس مشکل است چون سوخت گازوییل که یک روغن سبک وزن می باشد باعث می شود که نوعی روغن کاری بین پمپ ها و سیلندر های سیستم انژکتوری انجام شود . در مقابل ، بنزین سوختی بی نهایت خشک است وبه کلی فاقد هر گونه قابلیت روغن کاری می باشد . بنابراین در تبدیل از گازوییل به بنزین نیاز به یک تحقیق بسیار دقیق در زمینه فلزهای مورد استفاده در ساختمان پیستون ها و سیلندرها دارد که نتیجه چنین عملی گران شدن هزینه ساخت می باشد .

تزریق سوخت بنزین در موتورهای جرقه ای بیشتر در مانیفولد هوا یا روی سوپاپ ورودی و بندرت در داخل سیلندر انجام می شود .

مزایای سیستم تزریقی عبارتست از :

1-    راندمان حجمی زیاد موتور

2-    مصرف سوخت ویژه قابل قبول موتور

3-    گشتاور زیاد موتور با دور کم

4-    احتراق کامل

5-    شتاب گیری سریع موتور

سیستم های Jetronic موجود :

• K-Jetronic
• KE-Jetronic
• KE3-Jetronic
• L- Jetronic
• LE-Jetronic
• LH-Jetronic
• Mono-Jetronic
• Mono-Motronic
• Motronic 4.1
• Motronic 1.5
• Motronic 1.7
• Motronic 2.8.1

سیستم هیل بورن : در سال 1945 یک سیستم انژکتوری توسط یک آمریکایی به نام “ استوارت هیل بورن” برای اتومبیل فورد ساخته شد . به طوری که این سیستم فاقد هر گونه نوآوری بود . اما امتیاز آن کیفیت ساخت آن بود و در مقایسه با معروف ترین انواع کاربوراتوری آن زمان که اتسرومبورگ نام داشت به مراتب کارآیی بهتری داشت . فقط یکی از نقاط ضعف سیستم هیل بورن این بود که تمامی سوختی که از پمپ انژکتور به داخل کانال های ارتباطی پاشیده می شد به داخل موتور راه پیدا نمی کرد . فشار در داخل نازل های سیستم تزریق از طریق دو کانال ارتباطی نازک و باریک در حد متوسط تنظیم شده و مقدار اضافی بنزینی که از نازل پمپ پاشیده می شود از طریق این دو کانال به باک بنزین برگردانده می شود . در راه بازگشت میزان اضافی سوخت پاشیده شده یک دریچه کوچک قرار دارد که در هنگام به اصطلاح تخت گاز کردن بخشی از این سوخت برگردانده شده از طریق این دریچه مورد استفاده قرار گرفته تا مخلوط سوخت مورد نیاز حاصل شود . بعد از ورود طرح هیل بورن به بازار اظهار شد که چنین طرح سیستم تزریق سوختی برای استفاده در موتورهای خیابانی مناسب نیست . حقیقت این بود که این طرح به طور کلی طرحی مناسب برای اتومبیل های موتور بنزینی نبود .

عملکرد واحد کنترل الکترونیکی (ecu)

بحث کلی

واحد ECU دارای دو کارکرد عمده شامل کنترل زمان بندی یا تایمینگ و کنترل حجم تزریق سوخت می باشد سیستم کنترل زمانبندی تزریق یا تایمینگ و زمان تزریق سوخت انژکتور به داخل سیلندر را تعیین میکند که توسط سیگنال اولیه جرقه تعیین می شود سیستم کنترل حجم تزریق مقدار سوختی را که باید به داخل سیلندرها تزریق شود تعیین می کند و بر اساس موارد زیر مشخص می گردد

1- سیگنال تزریق پایه که با سیگنال دور موتور و سیگنال حجم هوای مکش مشخص می شود

2- سیگنالهای تصحیح حجم تزریق

علاوه بر این مدار تقویت کننده برای عملکرد انژکتورها باید در نظر گرفته شود

کنترل زمان بندی تزریق

تزریق سوخت به هر سیلندر به ازای هر سیکل کارکرد موتور دو مرتبه اتفاق می افتد بدین ترتیب که به ازای هر دور میل لنگ یک تزریق انجام می گیرد تزریق به گونه ای زمان بندی می گردد که با جرقه هماهنگی داشته باشد در موتور چهار سیلندر برای هر دو مرتبه جرقه زدن یک تزریق انجام می گیرد و در موتور شش سیلندر برای هر سه سیگنال جرقه یک عمل تزریق انجام می شود

به علاوه سیگنال اولیه جرقه برای تعیین زمان بندی تزریق مورد استفاده قرار می گیرد واحد ECU سیگنال اولیه جرقه را مشخص نموده و سپس یک پالس خروجی ایجاد می کند در مورد موتور چهار سیلندر برای هر دو سیگنال جرقه یک سیگنال تزریق و در موتور شش سیلندر برای هر سه سیگنال جرقه یک سیگنال تزریق ایجاد می گردد

کنترل حجم تزریق  

واحد ECU  یک سیگنال از دور موتور را با استفاده از سیگنال اولیه جرقه از ترمینال اولیه کوئل جرقه تولید می کند بر اساس این سیگنال و سیگنالهای VC و VS از فلومتر جریان هوا یا همان سیگنال حجم هوای مکش       واحد ECU سیگنال تزریق پایه را تولید می کند سپس با استفاده از مدارهای مختلف برای تصحیح تزریق سیگنال تزریق پایه در واحد ECU بر اساس سیگنالهای وارده از هر سنسور اصلاح شده وحجم تزریق برای عملکرد انژکتورها تقویت می شود  

تصحیحات تزریق

1- غنی سازی در حین استارت و بعد از استارت موتور

مکانیسم غنی سازی حجم تزریق را بر اساس دمای اب رادیاتور و برای بهبود استارت شدن موتور و پایداری عملکرد موتور در دوره زمانی معین بعد از استارت شدن موتور افزایش میدهد حجم تزریق بتدریج تا حجم تزریق پایه کاهش می یابد  

ولتاژ یا سیگنال به طرف ECU

از ترمینال سویچ جرقه : چرخش میل لنگ موتور را مشخص می کند

از سنسور درجه حرارت اب : درجه حرارت اب رادیاتور را مشخص می کند 

2- غنی سازی طی گرم شدن موتور

برا بهبود قابلیت رانندگی در حالت سرد بودن موتور که دمای اب رادیاتور پایین تر از 60 درجه می باشد حجم تزریق بر اساس سیگنال ورودی از سنسور دمای اب افزایش می یابد به علاوه برای کاهش مصرف سوخت در طی گرم شدن موتور و در صورتی ک نقاط کنتاکت دور هرزگرد در سنسور موقعیت دریچه گاز بسته باشند که دریچه گاز کاملا بسته باشد نسبت غنی سازی کاهش می یابد  

ولتاژ سیگنال به طرف ECU

از سنسور درجه حرارت اب : درجه حرارت اب رادیاتور مشخص می گردد

3- تصحیح درجه حرارت هوای مکش

مطابق موارد توضیح داده شده در قسمت سنسور دمای هوای مکش هنگام پایین رفتن دمای هوا هوا متراکم تر می شود هر چند تغییر در حجم هوا ایجاد نمیشود ولی هوا سنگین تر می باشد و در نتیجه نسبت سوخت و هوا افزایش می یابد و بلعکس به هنگام بالا رفتن دمای هوا هوا منبسط شده و در حجم یکسان هوا از نظر وزنی سبک تر بوده و در نتیجه نسبت سوخت وهوا کاهش می یابد

واحد ECU  این تغییرات در نسبت سوخت وهوا را توسط سیگنالهای وارده از سنسور درجه حرارت هوای مکش اصلاح می کند

با توجه به اینکه درجه حرارت 20 درجه به عنوان مقدار استاندارد در نظر گرفته شده است در صورتی که درجه حرارت هوای مکش پایین تر از این مقدار باشد حجم تزریق افزایش می یابد و در صورت افزایش درجه حرارت تا بیش از این مقدار حجم تزریق کاهش می یابد

واحد ECU دوره زمانی تزریق سوخت را برای ایجاد مخلوط سوخت و هوای مورد نیاز موتور محاسبه نموده و به عنوان یک سیگنال تزریق به طرف انژکتورها می فرستد

دوره زمانی تصحیح ولتاژ

دوره زمانی تاخیر در عملکرد انژکتور بر اساس ولتاژ باتری تغییر می کند بدین ترتیب که در نگام بالا رقتن ولتاژ زمان فوق کوتاهتر و در صورت پایین بودن ولتاژ زمان ان بیشتر می گردد و در نتیجه تصحیح ان ضروری است دوره زمانی استاندارد تاخیر بر اساس ولتاژ 14 ولت می باشد و در صورت کاهش ولتاژ تا کمتر از 14 ولت سیگنال تزریق طولانی تر می شود  

ولتاژ یا سیگنال به طرف واحد ECU

از باطری: ولتاژ باتری را مشخص می کند 

8- غنی سازی در طی شتاب گیری

برای بهبود قابلیت رانندگی در طی شتاب گیری ناگهانی و به هنگام بسته بودن دریچه گاز سوخت فقط به ازای یک دوره زمانی از قبل تعیین شده یک بار تزریق می شود هر چند در صورت هم زمان شدن این زمان با زمان تزریق معمولی در هنگام باز بودن کنتاکت دور هرزگرد عمل غنی سازی انجام نمی گیرد

9- تصحیح باز خورد نسبت سوخت و هوا (در بعضی مدلها)

واحد ECU دوره زمانی تزریق را بر اساس سیگنالهای وارده از سنسور اکسیژن و برای حفظ نسبت سوخت وهوا در مانه نزدیک به نسبت سوخت و هوای تئوریکی اصلاح می کند که این عملیات به نام عملیات مدار بسته نامیده می شود و برای جلوگیری از گرم شدن زیاد کاتالیست و اطمینان از عملکرد خوب موتور عملیات بازخورد نسبت سوخت وهوا تحت شرایط زیر نباید انجام گیرد که این عملیات به نام عملیات مدا باز خوانده می شود

-          طی استارت شدن موتور

-          طی غنی سازی بعد از اتارت شدن موتور

-          طی غنی سازی سیکل قدرت

-          هنگام پایین بودن دما تا پایین تر از سطح قبل تعیین شده

-          هنگام قطع سوخت 

واحد ECU ولتاژ سیگنالهای فرستاده شده از سنسور اکسیژن را با ولتاژ از قبل تعیین شده مقایسه می کند در صورتی که ولتاژ یک سیگنال بیشتر از این ولتاژ باشد واحد کنترل تشخیص میدهد که نسبت سوخت وهوا غنی تر از نسبت سوخت و هوای تئوریکی می باشد و با شدت ثابت مقدار سوخت تزریق شده را کاهش میدهد در صورتی که ولتاژ سیگنال کمتر از مقدار مشخص شده باشد واحد ECU تشخیص میدهد که نسبت سوخت وهوا رقیق تر از نسبت سوخت و هوای تئوریکی می باشد و مقدار سوخت تزریق شده را افزایشمیدهد

ثابت تصحیح تحت دامنه 0.8 تا 1.2 تغییر میکند و در طی عملیات مدار باز برابر 1 می باشد