A Bosch K/KE-Jetronic rendszer bemutatása

A nemrég megjelent motorvezérléssel kapcsolatos cikkünkből levonhattuk a tanulságot, mely szerint közel sem egyértelmű és egyszerű, ahogyan minden körülmények között üzemképes állapotban tartja a motort a saját vezérlő és szabályzó rendszere.

Az átállás a karburátorok világából a vezérlőelektronika birodalmába nem volt épp zökkenőmentes, ám volt néhány olyan beszállító, melyek mégis megkönnyítették az átalakulást az akkor rendkívül innovatívnak számító megoldásaikkal. Ilyen volt a Robert Bosch GmbH is, mely a lehető legjobb pillanatban rukkolt elő a K, illetve KE-Jetronic befecskendező rendszerekkel.

Általános leírás

Ahhoz, hogy megértsük a két rendszer közötti különbségek, külön tárgyaljuk őket egymástól.

A K-Jetronic egy mechanikus működtetésű, külső hajtást nem használó rendszer, melynél a befecskendezett üzemanyag mennyiségének meghatározása a motor által beszívott levegő volumene alapján történik. A légtömeg mérése direkt, a befecskendezés pedig folyamatos. A légmennyiség közvetlen mérésének segítségével a K-Jetronic követi a motor üzemállapotában fellépő változásokat, ezzel megnyitotta az utat a katalitikus emisszió-csökkentő eszközök előtt.

Először 1973-ban alkalmazták szériagyártású gépkocsik erőforrásában. Nagyjából tíz évet kellett várni arra, hogy megjelenjen a piacon a rendszer lényegesen fejlesztett és tökéletesített utódja, a már elektronikus vezérléssel működő KE-Jetronic. Mindkettő alapvető jellemzője maradt a légmennyiség közvetlen mérése és a hajtóanyag folyamatos, hengerenkénti befecskendezése a szívócsőbe.

A K-Jetronic rendszer felépítése és működése

A motor által beszívott levegő szűrőn keresztüláramlását követően a légtömegmérőbe kerül, majd áthalad a fojtószelepen és a gyűjtő-szívócsövön.

A hajtóanyagot forgócellás szivattyú szívja fel a benzintartályból, majd a nyomástárolón és egy szűrőn át a mennyiségi elosztóba kerül. A szállítási nyomás legkevesebb 5 bar. A mennyiség-elosztóban lévő nyomásszabályzó a tüzelőanyag nyomását állandó értéken tartja.

A mennyiség-elosztóból kerül a benzin az egyes hengerek szívócsövébe a befecskendező szelepekhez. A fel nem használt üzemanyag, azaz a fölös mennyiség visszaáramlik a benzintankba. Ez a folytonos keringés megakadályozza az üzemanyag túlhevülését és a gőzbuborékok képződését.

Nyomástároló

Lehet rugós vagy membrános. Feladata, hogy amikor a motor leáll, egy bizonyos ideig megőrizze a benzin nyomását. Ez megkönnyíti az újraindítást.

Rendszernyomás szabályozó

Mindkét típusú befecskendező rendszernél kritikus fontosságú az üzemanyag nyomásának állandó értéken tartása. Ugyanis ennek ingadozása esetén a benzin és a levegő keverési aránya sem marad konstans értéken. A szabályozó szintén rugós vagy membrános.

Az állandó nyomáson túl az eszköz azt is biztosítja, hogy a motor leállításakor a rendszernyomás a megfelelő mértékben csökkenjen, és ennélfogva a befecskendező szelepek teljesen záródnak, ezt követően pedig lehetővé teszik a nyomástárolón előre beállított nyomás stabil létrejöttét.

Légmennyiségmérő

A légtömegmérő egy akkurátusan kialakított légtorokból és egy abban elhelyezett, karhoz rögzített torlasztó tárcsából áll. A tárcsa mindenkori egyensúlyi helyzete a légáram nyomásából és a szabályozó dugattyú hidraulikus ellennyomásából alakul ki. Így a torlasztó tárcsa pillanatnyi pozíciója mindig arányos a beáramló levegő mennyiségével.

Üzemanyag mennyiség-elosztó

Az egyes hengerekbe bejuttatni kívánt tüzelőanyag volumene a mennyiség-elosztóban a megfelelő részelemek szabályozása révén alakul ki. Az elosztóban, ahány hengeres a motor, annyi a szabályozó rés.

Ezek mérete a szabályozó dugattyú mozgásának megfelelően változik, követve a torlasztó tárcsa helyzetének változását. Minden egyes réshez nyomáskülönbség szelep is tartozik. Ennek célja, hogy a résen történő átfolyás nyomásesése konstans értéket vegyen fel.

Befecskendező szelepek

A benzin nyomása egyedüliként határozza meg a befecskendező szelepek nyitását, mennyiségszabályozó szereppel nem rendelkeznek. A nyitási nyomásuk közelítőleg 3,5 és 3,8 bar között található.

A nyitás gyorsan ismétlődő, rezgésszerű folyamat, nagyjából 1500 Hz frekvenciával. Ennek köszönhetően lényegesen jobb az üzemanyag elporlasztása relatíve kis mennyiségek esetén is. A szelepek nem menettel, hanem szoros illesztéssel ülnek gumihüvelyes csatlakozással.

Bemelegítési szabályozó

A bemelegedési szakaszban dúsítja a keveréket a szabályozó dugattyú ellennyomásának csökkentésével. A jelzést egy villamos fűtésű bimetáltól kapja. A nyomáscsökkenés a torlasztótárcsa nagyobb nyitását, ezáltal többletüzemanyag bejutását eredményezi.

Pótlevegő tolattyú

A kettősfém rugó vagy termoviasz segítségével működtetett pótlevegő tolattyú a bemelegítési szakaszban a fojtószelep megkerülésével extra levegőt juttat a motorba. Az üresjárat egyenletesebbé, a terheléses üzem hatékonyabbá válik.

Elektromos indítószelep, hő-idő kapcsoló

A hő-idő kapcsoló által vezérelt elektromos indítószelep többlet üzemanyagot fecskendez a szívótérbe. A kapcsoló vezérlése a motor indítása közben fennálló motorhőmérsékletnek és az eltelt időnek megfelelően történik.

Lambda-szabályozás

A benzin-levegő keverék arányának olyan pontosságú tartása, mely megfelelt az akkori friss emissziós normáknak, a K-Jetronic rendszer mechanikus vezérlésével nem megoldható. Ezt oldja meg a kiegészítő lambda-szabályzás egy pótlólagos elektronikus vezérléssel. Bemeneti jele a szonda jel. Ez alapkán egy ütemszelep módosítja a szabályzó rés méretét és ezzel korrigálja a keverési arányt a katalizátor által megkívánt értékre.

A KE-Jetronic rendszer felépítése és működése

A KE-Jetronic lényegében a továbbfejlesztett változata a K-jetronicnak. A fejlesztés elsősorban az elektronikus vezérlés meglétét jelenti.

A vezérlési rendszer legtöbb eleme teljesen megegyezik. A lényeges eltérés abban áll, hogy a befecskendezésre továbbított üzemanyag mennyiségét elektronikus kiegészítő vezérlés tovább módosítja.

Az elektronikus vezérlőegység a bemeneti jeleket a motortól és egyéb kiegészítő jeladóktól kapja. Ezek alapján küld utasítást az elosztón elhelyezett elektrohidraulikus nyomásállítónak. Ennek a belsejében egy membrán van, és egy elektromágnes ennek a működését vezérli.

Az alkalmazott indítási keverékdúsítás akár a szöchiometrikus érték 2,5-szeresét is elérheti, a bemelegedési fázisban pedig a hűtőfolyadék hőmérséklete határozza meg az arányt. Gyorsítás esetén, a gázadás sebességétől függően 1,1-1,7 lehet a dúsítás mértéke.

Alkalmazás

A Bosch K- és KE-Jetronic a 80-as évek meghatározó rendszerei voltak. A legtöbb európai prémium autógyártó alkalmazta a megoldást az autóiban (Audi, VW, Mercedes, Volvo, Saab stb.), de a kontinensen kívüli gyártmányokon is megtalálható volt.

Egészen a 90-es évek közepéig felülmúlhatatlannak bizonyultak, míg meg nem jelentek az elektronikus vezérlésű, szakaszos befecskendező rendszerek (pl. Bosch L-Jetronic), melyek lényegesen hatékonyabbnak és meghízhatóbbnak bizonyultak, így az ezredforduló előtt kiszorultak a piacról.