Tính toán thời điểm phun và lượng nhiên liệu cần phun

Tính toán lượng nhiên liệu cần phun

Yêu cầu về mô men xoắn cho động cơ sẽ được chuyển đổi thành Áp suất nhiên liệu khi phun, Quãng thời gian phun và thời điểm bắt đầu phun. Tất cả được tính toán bởi ECM và truyền tín hiệu đến hệ thống phun nhiên liệu để thực hiện.

Việc đầu tiên là chuyển đổi mô mem cần thiết thành khối lượng nhiên liệu cần phun: dựa trên một thuật toán tính toán phức tạp. Sau đó căn cứ và nhiệt độ nhiên liệu đo được, ECM sẽ tính toán phần bù hoặc bớt do thay đổi tỉ trọng do nhiệt độ Sau đó lượng nhiên liệu sẽ được cộng thêm hoặc bù đi do nhiệt độ. Cuối cùng, lượng nhiên sẽ được chuyển thành thể tích cần phun.

Tính toán để đảm bảo cân bằng: Mục đích là điều chính công sinh ra trong từng xi lanh để đảm bảo đông cơ chạy êm nhất. Khi chạy không tải, lượng nhiên liệu phun là tương đối nhỏ, ECM sẽ điều chỉnh lượng nhiên liệu được phun cho mỗi xi lanh để bù cho sự khác biệt về vòi phun và hiệu suất giữa các buồng đốt. Khi chạy có tải, việc điều chỉnh chủ yếu bù cho sự khác biệt về hiệu suất giữa các buồng đốt. ECM đo tốc độ trục khuỷu sau mỗi hành trình, nếu thấy sự khác biệt trong tốc độ, nó sẽ điều chỉnh thêm hoặc bớt lượng nhiên liệu ở xi lanh tiếp theo để làm đều tốc độ.

Tính toán để đảm bảo giảm độ khói: Mục đính là tính toán lượng nhiên liệu lớn nhất được phun mà đội khói của khí thải thoát ra vẫn nằm trong giới hạn cho phép. Thông thường, khói sinh ra do lượng không khí không đủ để đốt cháy nhiên liệu. Nếu lượng nhiên liệu yêu cầu phun để đảm bảo mô men xoắn vượt quá mức khí nạp (do MAFS) để đảm bảo độ khói nằm trong giới hạn thì hệ thống sẽ hạ bớt lượng nhiên liệu được phun để đảm bảo khí thải có độ khói nằm trong giới hạn.

Tính toán để tắt động cơ: Khi chìa khóa điện bật OFF hoặc một số điều kiện nguy hiểm xuất hiện cần tắt động cơ, hệ thống sẽ điều khiển lượng nhiên liệu phun bằng 0 và động cơ sẽ tắt.

Khoảng thời gian phun: Thể tích lượng nhiên liệu được phun cho một buồng đốt sẽ được tính toán và chuyển đổi thành thời gian phun của kim phun trong từng điều kiện áp suất cụ thể. Áp suất phun được nhận từ cảm biến RPS.

Tính toán thời điểm phun

Phun sớm: Để giảm tiếng ồn, giảm gõ xu páp khi nhiệt độ nước làm mát thấp hệ thống sẽ thực hiện phun sớm, có nghĩa là một lượng nhỏ nhiên liệu sẽ được phun vào bồng đốt trước lần phun chính. Tùy từng loại động cơ mà có thể có 1 hoặc 2 lần phun sớm trước khi phun chính, nhưng chức năng này chỉ kích hoạt khi nhiệt độ nước làm mát dưới 600C, khi nhiệt độ tăng quá 600C chức năng này sẽ tắt. Thời gian từ lúc bắt đầu phun đến khi cháy gọi là thời gian cháy trễ. Thời gian cháy trễ phải giữ càng ngắn càng tốt và phụ thuộc vào chỉ số xê tan của nhiên liệu, nhiệt độ của buồng đốt và độ tơi của nhiên liệu khi phun. Thời gian trễ dài dẫn đến áp suất trong buồng đốt sẽ không đều gây ồn và rung động. Khi nhiệt độ động cơ thấp (máy nguội) nhiệt năng bị mất mát vào môt trường xung quanh dẫn đến nhiệt độ buồng đốt thấp, thời gian trễ dài dẫn đến kích nổ và rung động. Mục đích của việc phun sớm là lượng nhiên liệu phun trước sẽ bị cháy  sinh nhiệt và nâng cao nhiệt độ buồng đốt trước lần phun chính. Chính điều này sẽ làm giảm thời gian cháy trễ. Một số động cơ diesẹ được lắp thêm cảm biến kích nổ để xác định thời điểm phun sớm.

Phun muộn: Khi cảm biến chênh áp suất giữa hai đầu lọc xúc tác đạt đến giá trị giới hạn, hệ thống cần thực hiện đốt muội có trong lọc để làm sạch lọc. Khi đốt muội, yêu cầu nhiệt độ khí thải phải lên đến 5500C. Khoảng 1600ATDC hệ thống sẽ thực hiện phun một lượng nhỏ nhiên liệu vào trong xi lanh. Do phun rất muộn (Piston gần đến DCT) và xu páp thải đã mở, lượng nhiên liệu này không sinh công mà nó chỉ tăng nhiệt độ của khí thải. Khi khí thải đi đến bộ chuyển đổi xúc tác và lọc xúc tác, nó sẽ tăng nhiệt độ lên rất cao và đốt cháy hoàn toàn muội.

Bù thời gian trễ do vòi phun: Hệ thống sẽ tính toán thời gian trễ kể từ khi ECM bắt đầu cấp tín hiệu cho vòi phun cho đến khi nhiên liệu bắt đầu phun. Thời gian trễ này phụ thuộc vào hệ thống.

Bù thời gian do sóng áp suất: Khi vòi phun mở, sóng áp suất sẽ hình thành bên trong ống dẫn và ray chứa, ECM sẽ tính toán lvà bù cho hiện tượng này do gây nên lượng nhiên liệu bị phun không đúng. Sự bù này được tính toán riêng cho từng xi lanh và có kể đến áp suất và nhiệt độ nhiên liệu

Kích hoạt vòi phun: Căn cứ vào các dữ liệu đã được tính toán, ECM sẽ kích hoạt và mở vòi phun tại thời điểm và duy trì thời gian phun theo kết quả đã tính toán.

Thời gian phun: Thời gian phun được điều khiển phụ thuộc vào tốc độ động cơ tải của động cơ. Mục đích của việc điều khiển là làm sao cho áp suất trong buồng đốt được nâng lên một cách nhanh nhất. Độ dài thời gian phun được tính toán và đo tương đương với góc quay của trục khuỷu chứ không phải thời gian mở vòi phun cụ thể.

Áp suất phun: Áp suất phun có thể thay đổi trong khoảng từ 400 bar đến 1600 bar tùy thuộc vào hệ thống và điều kiện cụ thể. Áp suất phun được điều khiển bởi can RPCV hoặc MPROP. Tín hiệu về áp suất phun được nhận từ RPS.