Het apparaat en het werkingsprincipe van multiport brandstofinjectie MPI

Brandstofinjectiesystemen onder druk zijn geëvolueerd van eenvoudige mechanische apparaten tot elektronisch gestuurde gedistribueerde systemen die afzonderlijk brandstof in elke motorcilinder doseren. De afkorting MPI (Multi Point Injection) wordt gebruikt om het principe aan te duiden van het toevoeren van benzine door elektromagnetische injectoren naar het inlaatspruitstuk, zo dicht mogelijk bij de buitenkant van de inlaatklep. Momenteel is dit de meest gebruikelijke en massale manier om de stroomvoorziening van benzinemotoren te organiseren.

Wat zit er in het systeem?

Het belangrijkste doel van deze constructie was het nauwkeurig doseren van de cyclische brandstoftoevoer, dat wil zeggen het berekenen en afsnijden van de benodigde hoeveelheid benzine, afhankelijk van de luchtmassa die aan de cilinders wordt geleverd en andere belangrijke actuele motorparameters. Dit wordt verzekerd door de aanwezigheid van de belangrijkste componenten:

• de brandstofpomp bevindt zich meestal in de gastank;
• drukregelaar en brandstofleiding, kan enkel of dubbel zijn, met brandstofretourafvoer;
• oprit met injectoren (injectoren) gestuurd door elektrische impulsen;
• motorregeleenheid (ECU), in feite is het een microcomputer met geavanceerde randapparatuur, permanent, herschrijfbaar en willekeurig toegankelijk geheugen;
• talrijke sensoren die de bedrijfsmodi van de motor, de positie van bedieningselementen en andere voertuigsystemen bewaken;
• aandrijvingen en kleppen;
• software- en hardwarecomplex voor ontstekingsregeling, volledig geïntegreerd in de ECM.
• aanvullende middelen om de toxiciteit te verminderen.

De apparatuur is verdeeld over het interieur van de auto, van de kofferbak tot de motorruimte, de knooppunten zijn verbonden door elektrische bedrading, computerdatabussen, brandstof-, lucht- en vacuümleidingen.

Werking van afzonderlijke eenheden en apparatuur als geheel

Benzine wordt geleverd vanuit een tank onder druk door een elektrische pomp die zich daar bevindt. De elektromotor en het pompgedeelte werken in de omgeving van benzine, ze worden er ook mee gekoeld en gesmeerd. De brandveiligheid wordt verzekerd door het gebrek aan zuurstof dat nodig is voor de ontsteking; een mengsel met lucht verrijkt met benzine wordt niet ontstoken door een elektrische vonk.

Na tweetrapsfiltratie komt benzine in de brandstofrail. De druk daarin wordt stabiel gehouden met behulp van een regelaar ingebouwd in de pomp of rail. Overtollig wordt terug in de tank afgevoerd.

Op het juiste moment ontvangen de elektromagneten van de injectoren, bevestigd tussen de oprit en het inlaatspruitstuk, een elektrisch signaal van de ECM-drivers om te openen. De onder druk staande brandstof wordt in feite in de inlaatklep geïnjecteerd, waarbij gelijktijdig wordt gespoten en verdampt. Omdat de drukval over de injector stabiel wordt gehouden, wordt de toegevoerde hoeveelheid benzine bepaald door de openingstijd van de injectorklep. De verandering in vacuüm in de collector wordt in aanmerking genomen door het regelprogramma.

De openingstijd van de spuitmond is een berekende waarde die wordt berekend op basis van gegevens die zijn ontvangen van sensoren:

• massale luchtstroom of spruitstuk absolute druk;
• inlaatgastemperatuur;
• gasklep openingsgraad;
• aanwezigheid van tekenen van detonatieverbranding;
• motortemperatuur;
• frequentie van rotatie en fasen van de positie van de krukas en nokkenassen;
• de aanwezigheid van zuurstof in de uitlaatgassen voor en na de katalysator.

Bovendien ontvangt de ECM via de databus informatie van andere voertuigsystemen, waardoor de motor in verschillende situaties reageert. Het blokprogramma onderhoudt continu het wiskundige koppelmodel van de motor. Alle constanten zijn geschreven in multidimensionale moduskaarten.

Naast directe injectieregeling zorgt het systeem voor de bediening van andere apparaten, spoelen en bougies, tankventilatie, thermische stabilisatie en vele andere functies. De ECM beschikt over hardware en software om zelfdiagnose uit te voeren en de bestuurder te voorzien van informatie over het optreden van fouten en storingen.

Momenteel wordt alleen een individuele gefaseerde injectie voor elke cilinder gebruikt. In het verleden werkten de injectoren gelijktijdig of in paren, maar dit optimaliseerde de processen in de motor niet. Na de introductie van nokkenaspositiesensoren kreeg elke cilinder een aparte besturing en zelfs diagnose.

Karakteristieke kenmerken, voor- en nadelen

U kunt MPI onderscheiden van andere injectiesystemen door de aanwezigheid van individuele sproeiers met een gemeenschappelijke helling die in het spruitstuk is gericht. Eenpuntsinjectie had een enkele injector die de plaats van de carburateur innam en er qua uiterlijk op leek. Directe injectie in de verbrandingskamers heeft sproeiers die lijken op dieselbrandstofapparatuur met een hogedrukpomp die in de kop van het blok is geïnstalleerd. Hoewel het soms, om de tekortkomingen van directe injectie te compenseren, wordt geleverd met een parallel werkende helling om een ​​​​deel van de brandstof naar het spruitstuk te voeren.

De noodzaak om een ​​efficiëntere verbranding in cilinders te organiseren leidde tot de ontwikkeling van de MPI-apparatuur. De brandstof komt het mengsel zo dicht mogelijk bij de verbrandingskamer binnen, spuit effectief en verdampt. Zo werk je aan de meest magere mengsels en ben je verzekerd van efficiëntie.

Nauwkeurige geautomatiseerde voercontrole maakt het mogelijk om aan de steeds hogere toxiciteitsnormen te voldoen. Tegelijkertijd zijn de hardwarekosten relatief laag, zijn machines met MPI goedkoper te vervaardigen dan met directe injectiesystemen. Hoger en duurzamer, en reparaties kosten minder. Dit alles verklaart het overweldigende overwicht van MPI in moderne auto's, vooral budgetklassen.