Nowoczesne samochody różnią się od 40-i 50-letnich samochodów w taki sam sposób, że człowiek różni się od dinozaurów lub mamuta: są znacznie mniej "jedzące" i mają lepszy "mózg". Wprowadzenie zarządzania komputerami umożliwiło doprowadzanie pracy wielu jednostek, w tym silnika, do perfekcji. Historia zarządzania komputerami w silniku Historia zarządzania komputerami w silniku
Historia zarządzania komputerami w silniku
Projektanci wszystkich samochodów, bez wyjątku, pracowali nad zadaniem zapewnienia niezbędnej ilości paliwa, które jest w optymalnym stosunku powietrza do powietrza. Od momentu przybycia pierwszego samochodu i do końca lat 70-tych wszystkie ich starania miały na celu usprawnienie układu dozowania mechanicznego-gaźnika. Gaźnik był jedynym możliwym urządzeniem dozowania silników benzynowych w ciągu kilkudziesięciu lat, a alternatywa pojawiła się dopiero w latach 80-tych.
Jeden z pierwszych systemów wtryskowych, Caproni-Fuscaldo, został wyposażony w Alfa Romeo 6C2500 w połowie lat 50.
Wraz z pojawieniem się tanich mikroprocesorów, sterowane komputerowo systemy wtryskowe zdobyły rynek, szybko zastępując gaźniki. Wprowadzenie automatyki miało miejsce nie od razu-najpierw w postaci układu sterowania tlenem spalin, a następnie do skorygowania pracy wtryskiwacza mechanicznego. Wynik był tak przekonujący, że obwody elektroniczne wkrótce przejęły pełną kontrolę nad silnikiem.
Projektowanie oprogramowania dla jednostek sterujących
Pierwsze programy zarządzane przez jednostki sterujące silnikiem (które są również powszechnie określane jako ECU. Jednostka sterująca silnikiem) była bardzo prymitywna. Uzyskując informacje z czujników prędkości wału, pozycji przepustnicy i kolektora dolotowego, procesor "pried" mieszaninę paliwa z powietrzem w optymalnym stosunku proporcji 1 do 14. Jest to ten współczynnik, który daje najbardziej udany kompromis w zakresie kompletności spalania i wyjścia mocy. Po wprowadzeniu norm środowiskowych dla czystego spalin (Euro1-Euro 5), wymagania dla systemów zarządzania silnikiem oraz proporcje mieszanki nieznacznie się zmieniły-mieszanka dla dobra redukcji emisji musiała być "zapomnienia" (1 do 15 i powyżej).
"Idealny" skład mieszanki paliwowej jest nazywany stechiometrycznym. W tym słowie dwa greckie korzenie są "elementem" i "miarą"
Obecne bloki zarządzania silnikiem są nie tylko zdolne do sterowania zasilaniem paliwem i układem wydechowym, ale także kontrolują układ zapłonu, dostosowując temperaturę płynu chłodzącego silnika i inne parametry silnika. Ponadto, nowoczesna jednostka sterująca silnikiem wymiany informacji z innymi kontrolerami elektronicznymi, tworzący jeden elektroniczny system sterowania-sieć lokalna w obrębie samochodu o nazwie Sieć Kontrolera Powierzchni.
Jak to działa?
Jednostka sterująca silnikiem to urządzenie obliczeniowe, którego podstawową funkcją jest przetwarzanie czujników wejściowych z czujników wejściowych, a także wejście komend sterujących do różnych układów silnika opartych na tych informacjach. Blok kontrolny obejmuje sprzęt ("żelazko") i oprogramowania. Centralną częścią sprzętu jest procesor. Przepływa dane ze wszystkich czujników silnika, a jest to silnik, który jest przetwarzany i analizowany. Informacje tradycyjnie otrzymywane od czujników (m.in. pozycja i prędkość wału korbowego, natężenie przepływu powietrza itp.) dodano prędkość pojazdu, zawartość tlenu w spalinach (lambda-sonda), chropowatość drogi, żądanie aktywacji klimatyzatora oraz wiele innych sygnałów optymalizujący procesy pracy silnika. Liczba czujników na obecnych maszynach może być 20 lub więcej.
Blok kontrolny silnika wielu nowoczesnych modeli samochodów jest podłączony do innych kontrolerów w sieci bezprzewodowej Bluetooth OBD2 Wireless Canbus
Oprogramowanie jest niezbędne do obliczeń, przetwarzania sygnałów oraz powstawania wpływu sterowania i korekcji na układy silnika. Charakterystyczną cechą nowoczesnych jednostek sterujących jest możliwość ich przeprogramowania. Dzięki temu możliwe było pozostawienie sztywnych ram ustanowionych przez program fabryczny oraz otwarcie szerokiej ścieżki dostrojeń silnika, takich jak instalacja turbosprężarki, interkulacja, urządzenia do stosowania paliw alternatywnych i wiele więcej.
Zestrojenie układu scalonego (modyfikacja programu jednostki sterującej silnika) pozwala na dostosowanie silnika do określonych zadań, powiedzmy, zwiększenie jego pojemności na niekorzyść ekonomii lub odwrotnie, zwiększenie trakcji przy niskich lub dużych prędkościach. Zalety i wady Zalety i wady
Zalety i wady
Wyposażanie pojazdów w jednostki sterujące silnikiem znacząco poprawiło ich wydajność. Znalazło to przede wszystkim odzwierciedlenie w redukcji zużycia paliwa oraz poprawie parametrów dynamicznych i zasadniczych. Ponadto, uruchamianie silnika jest uproszczone, ponieważ jednostka sterująca jest doskonale przystosowana do złożonych trybów pracy (takich jak silnik idling lub rozgrzewający silnik). Dzięki automatycznej konfiguracji jednostki sterującej w różnych trybach pracy, potrzeba manualnej regulacji układu wtryskowego również nie jest już konieczna, gdyż każdy właściciel gaźnika pamięta o szudrze. Wreszcie, utrzymanie optymalnej mieszanki mieszanek zmniejsza ilość niespalonych węglowodorów w spalinach, a tym samym sprawia, że jest bardziej przyjazne dla środowiska.
Elektroniczne systemy zarządzania silnikiem i braki. Pierwszym z nich jest relatywnie wysoki koszt miejsc. Co więcej, witryny tego systemu są praktycznie niezdatne do użytku, a w razie awarii mają zostać zastąpione. Do diagnostyki i rozwiązywania problemów związanych z systemami elektronicznymi potrzebne są specjalne kosztowne wyposażenie i wysoko wykwalifikowana kadra. Ponadto posiadają wysokie wymagania dotyczące jakości paliwa oraz niezawodność zasilania.
