Bränsleinsprutning!

Bränsleinsprutningssystemet ersätter förgasaren i motorn. I förgasaren blandas bensin och luft genom att bränsle/luftmängden varieras genom olika munstycken. Ett för lågvarv, ett för mellanregister och ett för högvarv. Det finns en mängd olika varianter på förgasare men huvudprincipen är den samma. Gaspedalen öppnar och stänger spjället (lufttillförseln) i förgasaren.

Bränsleinsprutningssystem är i förhållande till en förgasare mycket mer avancerat. Om du har en förgasarmotor och bara byter förgasaren mot trottelhus samt styrdator (ECU) kan upp till 20% effektökning uppnås med samma motor.

Bränslet sprutas direkt in i insugningsröret  av speciella spridare. En spridare används för varje cylinder. Bränsletrycket är mycket större än vid användandet av en förgasare. Normalt 50 PSI (3,4bar). Därför måste man använda sig av en bränsletrycksregulator. Spridarna är egentligen en magnetventil som öppnas och stängs med en elektrisk puls från en dator. Öppningstiden är mellan 1 till 10 millisekunder, vilket motsvarar i vanligt tal en tusendels sekund till en hundradels sekund. Detta skall ske innan varje öppning av insugsventilen vartannat varv. Det betyder i praktiken vid 6000varv 50 gånger per sekund. Eftersom det är så snabbt att man inte kan blanda på denna korta tid så sprutas en "halv" puls även i den fasen när insugsventilen är stängd. Men eftersom det går så snabbt så hinner knappt bränslet blandas ändå men dock ändå bättre om man bara sekventiellt sprutade vid insugningsfasen. De äldre insprutningssystemen som är monterade i mängder av bilar, sprutar hela tiden. De vanligaste spridarna har en inre resistans mellan 0,7 till 16 ohm. Bilden visas en Bosch modell 711.

Det är alltså tidsintervallet som magnetventilen är "dragen" och spridaren släpper genom bensin under tryck, som sköts av gaspedalen. Datorn sköter detta genom att man till trottel-huset (spjällhuset) har kopplat en potentiometer. TPS som det står i alla datablad, står för "Throttle Position Sensor" och låter avancerat. Potentiometern är egentligen en volymkontroll. Alla vet ju hur en volymkontroll fungerar..... 

Potentiometern är ett variabelt motstånd med tre anslutningar. Över de yttre anslutningarna finns 5V från datorn. När gaspedalen är i maxläge, ger mittanslutningen 5V till datorn som säger "max effekt" och ger signalen till spridarna: Spruta hela tiden! Släpper man gaspedalen. Minskas spänningen till ett lågt värde, kanske 0,3V som ger signalen till datorn: Varvtal 1000 varv. Spruta mindre!  

Detta betyder att man måste hålla noga kontroll på varvtalet. Datorn gör det genom att koppla en givare till svänghjulet och räkna ett antal pulser per varv. På en position på svänghjulet finns den så kallade nollpunkten eller som det heter på motorspråk "övre död punkten". Det menas den punkt där kolven i cylinder 1 är precis i toppläge både insug och avgasventil stängda och med färdig blandning av bränsle och luft för tändning. 

Nu är det så att vi inte kan tända i det läget utan vi måste tända lite innan ödp. Beroende på rörelseenergin. Detta vet vår dator och tänder normalt ca 20 grader innan. Det blir ju lätt när den kan räkna normalt 36 pulser per varv. Dessutom kan man enkelt justera förtändningen beroende på motorns belastning i datorns program vilket ger: Bättre tomgång, snabbare svar på gaspedalen och mer effekt vid maxvarv.

De gamla mekaniska brytarna använder centrifugalkraften med vikter som ändrar förtändningen, är grova och ger inte helt rätt tändinställning vilket ofta leder till att motorn "knackar" dvs tänder på fel ställe i tändcykeln vilket i sin tur kan ge skador på motorn.

Nu har vi konstaterat att datorn sköter lätt korrekt tändposition i tändcykeln. Det är ju enkelt att förstå att datorn samtidigt ger korrekt impuls till tändspolen och tändstiften. Lite avancerat så har man faktiskt på senare tid lagt en liten spänning på tändstiftet och mätt joniseringen i bränslet och på så sätt avläst blandningen.  Dessvärre finns detta inte ännu på de system som vi behandlar.

Vad vi också måste veta är den luftmängd som vi suger in i trottel-huset. Vi har koll på varvtalet, gaspådraget med TPS'en, men vi vet inget om luftflödet som nog så viktigt. För detta använder vi MAP sensorn (Manifold Absolute Pressure). Vad gör då denna, direkt översatt: "Insugsrörets absoluta tryck". Jo, när vi har fart på luften genom trottel-huset, (eller en förgasare) skapas ett vakuum. Detta vakuum är direkt beroende av luftflödet då motorn suger in luft. För att mäta detta vakuum kopplar vi en liten sensor till insugsröret samt datorn som har en variabel spänning från 0 till 5 V. beroende på vakuumet. Utsignalen från denna sensor kommer att variera så att datorn känner av en frekvens som är lägre vid tomgångsvarv och högre vid maxvarv och kan på så sätt räkna ut luftflödet genom trottelhuset.

Nu har datorn en massa information som den kan beräkna och ge spridarna signaler för bränslet samt ändra tändpunkter för rätt tändning vid olika gaspådrag. Det finns ännu mer information vi kan ge datorn för att ge vår motor bästa förutsättningar. En av de viktigaste är Lambda sensorn. Lambda sensorn sitter bäst på kollektorn på grenröret och mäter syrehalten i avgaserna. Denna signal är ca 1V vid "bästa" blandningen. Vi kopplar denna signal till datorn och beräknar vilka luft/bränsle/tändning/varvtal parametrar vi måste ändra på för att erhålla maximal förbränning. Jag tror att du börjar förstå hur relativt enkelt en dator kan skapa förutsättningar för maximal förbränning i en motor. Jämför med det "gamla" mekaniska förgasar/tändsystem som de gamla motorerna har.

För att ytterligare spetsa till det, mäter vi på samma enkla sätt lufttemperaturen och lufttrycket. Luftens expansionsmöjligheter är olika vid olika temperaturer. Kall luft kan expandera mer. Dessutom vet ju alla att luften är tunnare ju högre upp vi befinner oss. Med andra ord, ju högre upp, desto mer luft måste datorn ge till trottel-huset. Hur går det till? Eftersom vi vet via vår TPS gaspådraget (luftspjällets öppning), kan datorn öppna för lite mer luft ju högre upp vi kommer utan att ändra på andra parametrar om vi har samma belastning på motorn och på så sätt kompensera för detta. Exakt på samma sätt hanteras lufttemperaturen.

Slutligen använder vi även en sensor på kamaxeln för att visa datorn var vi befinner oss i cykeln om att öppna eller stänga ventilerna. Detta är den sista viktiga sensorn som gör det möjligt för datorn att beräkna den absolut bästa förbränningen vid varje varvtal och belastning av motorn. Normalt gör datorn en beräkning vid varje 400-500 varvs förändring.

Nu har vi kommit fram till det roliga. Genom att använda en ECU, dvs. en dator som vi kan koppla till en PC (en bärbar om man skall ha den i en bil), kan vi dessutom se alla dessa parametrar via ett grafiskt gränssnitt typ Windows 98. Dessutom kan vi manuellt själv ändra dessa parametrar och spara dom i PC'n eller i ECU'n. Då har vi kommit fram till det allra viktigaste. Vi kan göra en inställning för normalt framförande av bilen. Men när vi tar vår Westfield på en träff ut på racerbanan, kan vi "mappa" om ECU'n  via vår PC för att vid bankörning är det fråga om mycket mer "full gas i alla lägen" körning, ta maximal effekt ur motorn.

Om man använder en original ECU som medföljer en Ford Escort motor till exempel, kan vi inte ändra själv på några parametrar och förlorar effekt och prestanda. Alla parametrar är bestämda av programmet. Om vi ändrar till typ Jenvey separata trottel-hus för varje cylinder kan vi inte påverka detta själv. För att kunna ändra alla parametrar, mappa motorn för olika prestanda vid olika tillfällen bör en programmerbar ECU införskaffas redan vid bygget av din Westfield Speedsport med bränsleinsprutning. Roadster Bil är återförsäljare för Engelska OMEX programmerbara ECU'er.