Optimizarea Conducerii Autovehiculelor

Titlul acestui subcapitol sugereaza utilizarea unor tehnici si a unor sisteme de conducere de tipul celor mentionate în primul capitol care sa permita obtinerea unor performante cât mai ridicate în ce priveste alimentarea cu combustibili si exploatarea motorului.

2.1.1 Evolutia în domeniul echipamentelor de alimentare

Cerinta fundamentala a procesului de ardere la un motor cu aprindere prin scânteie este formarea unui amestec aer-combustibil prin pulverizare fina, vaporizare rapida, ame¬ste¬care intima a combustibilului cu aerul si distributia uniforma la toti cilindrii motoru¬lui. Principial, pulverizarea combustibilului se realizeaza prin marirea vitezei relative din¬tre combustibil si lichid. Legat de acest aspect, s-au impus pâna în prezent doua sisteme de pulverizare:

- carburatia, la care se realizeaza marirea vitezei curentului de aer în raport cu je¬tul de combustibil;

- injectia, la care se realizeaza marirea vitezei jetului de combustibil în raport cu aerul.

Indiferent de procedeul de pulverizare, echipamentul de alimentare asigura totodata dozarea combustibilului si a aerului în raport cu sarcina motorului si cu regimul de func¬tionare. El trebuie sa asigure dozaje functionale optime pentru fiecare din diversele re¬gi¬muri în care se poate gasi motorul: sarcina mica sau medie, sarcina maxima, mers în gol, pornire, încalzire, accelerare, mers în gol fortat.

Pe de alta parte, cerintele tot mai severe de evitare a poluarii impun conditii supli¬mentare pentru echipamentul de alimentare, în special legate de neutralizarea catalitica si concomitent dozajul stoichiometric pentru maximizarea conversiei catalitice. Solutiile an¬tipoluante presupun în mod obligatoriu controlul în bucla închisa a continutului de noxe în gazele evacuate.

Din punct de vedere istoric, alimentarea prin injectie este mult mai recenta decât cea prin carburatie. Pentru exemplificare, sa aratam ca dintre autoturismele produse de General Motors (am ales doar aceasta firma de renume) în anul 1982, circa 30% erau cu car¬buratie normala în bucla deschisa, 52% cu carburatie în bucla închisa si doar 18% cu in¬jectie, oarecum în mod egal distribuite între injectie centrala si injectie multipunct. În a¬nul 1985 procentele erau, pentru aceleasi categorii: 5% carburatie simpla, 35% carburatie în bucla, 33% injectie centrala, 27% injectie multipunct, pentru ca în 1992 sa gasim 10% automobile cu carburatie în bucla, 40% cu injectie centrala si 50% cu injectie multipunct. Desi principiul injectiei e cunoscut de multa vreme, aplicarea sa cu succes nu s-a putut face decât dupa realizarea unor echipamente microelectronice de asistare a injectiei de înalta performanta. Iata deci ca injectia de benzina este corelata cu cresterea gradului de inteligenta al sistemelor de conducere si asistare electronica a aprinderii.

În acest context istoric, putem de altfel vorbi de trei etape în evolutia echipamente¬lor electronice în industria constructoare de autovehicule:

- deceniul 6 (1950 – 1960) reprezinta prima etapa, în care se foloseau doar al¬ter¬na¬toare, regulatoare de tensiune, echipamente de aprindere, realizate toate în teh¬ni¬ca tranzistorizata;

- etapa a doua (1960 – 1985) caracterizata prin utilizarea circuitelor integrate pe scara medie si larga, permitând o asistare electronica globala a vehiculului si în special controlul electronic al motoarelor în rezolvarea problemelor de optimiza¬re a consumului si protejare a mediului ambiant;

- etapa a treia (1985 – 2000) în care se utilizeaza sau se estimeaza ca se vor utiliza circuite specializate VLSI ultraperformante, cu grad sporit de inteligenta.

Câteva repere din primele doua etape sunt de altfel concludente pentru cele afirmate mai sus:

- 1952 – asistarea tranzistorizata a injectiei de benzina (Chrysler);

- 1960 – aprindere tranzistorizata GM si Ford;

- 1970 – regulator de tensiune si injectie electronica Nissan si Toyota;

- 1976 – sisteme de aprindere si recirculare gaze de ardere (Ford, GM);

- 1980 – alimentare electronica (injectie si aprindere): GM, Toyota, BMW, Mitsubishi;

- 1983 – motor turbo controlat electronic (ISUZU).

Se poate considera ca anii 1982 – 1983 sunt anii de cotitura privind utilizarea pe au¬to¬mobile a sistemelor de injectie electronica si de control total al motorului prin comanda de catre un singur bloc electronic “inteligent” atât a injectiei cât si a aprinderii.

Rezultatele obtinute pâna în prezent dovedesc ca viitorul va apartine injectiei de benzina asistate electronic, pentru urmatoarele avantaje principale pe care le asigura:

- coeficient maxim de conversie al neutralizatorului catalitic prin mentinerea do¬zajului stoichiometric;

- o buna distributie a combustibilului în cilindri;

- îmbunatatirea umplerii cilindrilor cu amestec proaspat;

- posibilitatea utilizarii de benzina cu cifra octanica mai redusa;

- cresterea puterii cu circa 10 – 15%;

- reducerea consumului de combustibil cu 5 – 8%;

- reducerea constituentilor poluanti si satisfacerea celor mai severe legislatii pri¬vind protectia mediului.

În prezent, cele mai raspândite sisteme de injectie de benzina sunt cele produse de GM-Rochester, Bosch, Ford-Bosch, Chrysler-Bosch, AMC-Bendix, Mitsubishi, Nissan, Toyota, Weber-Magneti-Marelli, CEM-Alfa Romeo si Solex, în majoritate cu controlul electronic total al motorului. Diferentele între solutii constau în principal în parametrii de control adoptati si care în cele mai raspândite situatii sunt: