نظام حقن الوقود نوع موترونيك - Motronic

في هذا النظام يتم دمج نظام إشعال إلكتروني بدون قاطع اتصال ونظام حقن طراز (LE – Jetronic)، حيث تسمح هذه الطريقة بتوجيه الإشعال مباشرة وفي نفس الوقت إعطاء كمية حقن من الوقود مناسبة، تم دمج نظامي الإشعال والحقن بوحدة تحكم واحدة تأخذ في الاعتبار حالة كل نظام بواسطة الإشارات المرسلة من الحساسات المختلفة؛ لتقييم كمية الوقود المطلوبة للحقن وكذلك لحظة الإشعال، قامت شركة بوش بتطوير هذا النظام واستخدمه في سيارات BMW.
تعتمد وحدة التحكم الإلكترونية في هذا النظام على عدد من المعلومات في ضبط نسبة الخليط وتوقيت الإشعال المناسبة للظروف التشغيلية المختلفة للمحرك وتم تركيب حساسات ومفاتيح على أجزاء مختلفة من المحرك والسيارة، حيث تعمل على مراقبة الحالات التشغيلية المختلفة للمحرك، كما تعمل وحدة التحكم على تحليل هذه المعلومات الداخلة ومن ثم إرسال الأوامر التشغيلية إلى عدد من المشغلات المختلفة.

مزايا نظام حقن الوقود نوع موترونيك – Motronic:

• تقليل استهلاك الوقود (زيادة الاقتصاد في تشغيل المحرك).
  
• زيادة القدرة النوعية للمحرك (قدرة أعلى للمحرك).
  
• تقليل تلوث البيئة بنسبة عالية.
  
• أداء ممتاز للمحرك في جميع حالاته.
  
• هدوء في تشغيل المحرك.
  
• إدارة سلسلة للمحرك.
  
• الصيانة تكاد تكون معدومة.
  
• توقيت الإشعال في السرعة العادية يناسب العزم الأقصى للمحرك.
  
• قدرة عالية في السرعات المنخفضة.
  

دورة الوقود في نظام موترونيك – Motronic:

إن الهدف من دائرة الوقود هو توليد كمية ضغط وتثبيته عند حد معين داخل الدائرة في جميع الظروف التشغيلية للمحرك، حيث تقوم مضخة الوقود الكهربائية بسحب الوقود من خزان الوقود ورفع ضغطه ليصل إلى حوالي (2.5 بار) في ماسورة السحب، بعد عملية تنقيته من الشوائب بواسطة مرشح الوقود، يستخدم لضبط هذا الضغط منظم الضغط، في حالة زيادة الوقود الذي يضخ بواسطة المضخة عن الحد المطلوب، فإن الزيادة تعود إلى خزان الوقود مرة أخرى.
يتم تخميد ذبذبات خط الوقود بواسطة مخمد الوقود، بينما تركب صمامات الوقود فوق صمامات السحب متصلة بأنبوب التوزيع، حيث يقوم بتذرير الوقود أثناء عملية الحقن، بينما يقوم الصمام الزمني الحراري بالتحكم في زمن حقن صمام بدء الإدارة البارد (في بعض الأنظمة).

حسابات كمية الوقود:

تعتمد حسابات كمية الوقود على الإشارات المرسلة من العديد من الحساسات وهي: حساس انسياب الهواء، حساس السرعة، حساسات التصحيح (التعديل) وحساسات درجة الحرارة والحمل وفتحة الخانق، تقوم وحدة التحكم بحساب زمن الحقن بعملية تحليل الاشارة الكهربائية المرسلة من الحساسات السابقة وعلى هذا، فإن زمن الحقن يخضع للعديد من التعديلات نتيجة لتغير القيم المرسلة من هذه الحساسات؛ وذلك للحصول على الفترة المثلى للحقن.

تشكيل الخليط:

بناءاً على الإشارة المرسلة من وحدة التحكم الإلكترونية تعمل صمامات الحقن على حقن الوقود المضغوط في ماسورة إمداد الوقود مقابل صمامات السحب للمحرك على هيئة رذاذ، حيث تتم عملية خلط الهواء المتدفق من مجمع السحب إلى غرفة الاحتراق عبر تمرير الهواء المتدفق من خلال مسارات تم تصميمها وتمر عبر مجسم خاص؛ يحتوي على صمام الحقن ومجاري تدفق الهواء قبل دخول الشحنة إلى غرفة الاحتراق، حيث تستخدم هذه الطريقة للحصول على خليط جيد أكثر من الطريقة التقليدية المستخدمة في الأنظمة السابقة خاصة في الحمل الجزئي للمحرك.

عمل نظام موترونيك الأساسي:

حساب لحظة الإشعال:

تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بحساب لحظة الإشعال مع الأخذ في الاعتبار حالة المحرك ويستخدم في ذلك قراءات العديد من الأجزاء منها: حساسات سرعة المحرك، مفتاح الإشارة، ناقل، حساس درجة حرارة المحرك، فولت البطارية، المعالج الصغير، محول الإشارة وغيرها، بهذه الطريقة يمكن توقيت الإشعال على الوضع الأمثل آخذاً في الاعتبار جميع ظروف التشغيل للحصول على أحسن أداء للمحرك، حيث أنه يخزن في وحدة التحكم الخاص بالتحكم منحنيات تشغيل المحرك على الظروف المختلفة في صورة رقمية.
تقاس سرعة المحرك بطريقة عمود الدقة مباشرة من على عامود المرفق بواسطة حساس سرعة حثي وكذلك الحساس الحثي الخاص بتوقيت الإشعال؛ هذا يؤدي إلى ضبط توقيت أفضل للإشعال والحد من احتمالات الصفع بصورة كبيرة جداً والحصول على عزم أفضل للمحرك حسب ظروف التشغيل المحيطة بالمحرك.
تعمل وحدة التحكم بنظام الموترونيك مع المنظومات الأخرى في السيارة مثل: منظومة التحكم في صندوق السرعات وذلك من أجل الحصول على كفاءة جيدة ومتوافقة بين قدرة المحرك وتغيرات صندوق السرعات، كذلك مع منظومة الفرملة مانعة الانزلاق (ABS) ومنظومة التحكم في نظام الجر(ASR) وذلك للحصول على نظام آمن للسيارة، كما يعمل النظام مع نظام الحد من التلوث المنبعث من المحرك، كما زود النظام بمنظومة التشخيص الذاتي(OBD).

طريقة توجيه الإشعال الإلكتروني:

في نظام موترونيك يتم استخدام منظومة إشعال متقدمة بحيث تتلائم مع متطلبات التوافق بين منظومة الحقن والإشعال، حيث تعمل وحدة التحكم الإلكترونية على قياس زاوية الإشعال ولقياس وحساب الزاوية تأخذ من معلومات السرعة ومعلومات الضغط في مجمع السحب ومعلومات عن درجة الحرارة، كذلك يتم تعديل الهواء المسحوب إلى غرف الحرق (حساس تدفق الهواء) والنتيجة يجب أن تكون ملائمة وسريعة الاستجابة للظروف التشغيلية للمحرك وإعطاء القوة والعزم الصحيح والتخفيف من حرق الوقود والغازات السامة.
لتحسين عملية القيادة، فإن معلومات الإشعال يتم تخزينها في وحدة التحكم و برمجتها؛ وهذا ما يضمن ثبات زاوية الإشعال دون حدوث أي تغير أثناء عمل المحرك الطبيعي، المعلومات المرسلة إلى وحدة التحكم تقارن في وحدة المعرفة الخاصة بالمعلومات المخزنة، إذا اختلفت القياسات المرسلة من الخارج؛ يتم تعديلها حتى تطابق معلومات حقل المعرفة مع مراعاة قياسات أخرى مثل: حرارة المحرك، حرارة الهواء المسحوب إلى غرف الاحتراق ومركز تعديل سحب الهواء إلى غرفة الاحتراق.
تساعد هذه الطريقة في جميع الحالات على إعطاء توقيت الإشعال، أما معلومات السرعة تأخذها أداة حساس ذات التأثير الكهرومغناطيسي رأساً من عمود المرفق، وهذا ما يساعد على إعطاء معلومات أولية مميزة أفضل من المعطاة بواسطة عملية توزيع الشرارات ذات التأثير الكهرومغناطيسي أو الحثي أو إدارة هول (هول: اسم مخترع الإدارة)، كذلك تساعد هذه الطريقة الإلكترونية على تجنب القرع (الصفع) الداخلي في غرف الاحتراق.
أيضاً زاوية الإشعال تتلائم مع تقوس العزم الأقصى وهذا يساعد في عملية الاحتراق بطريقة فعلية وإعطاء عزم مرتفع وملائمة أوضاع المحرك المختلفة؛ حيث يتم التعرف عليها بأوزان مختلفة حسب العديد من النقاط منها: حرق وتصريف الوقود، العزم، الغازات السامة، الاتجاه نحو الصفع الداخلي والقيادة، مثلاً توقيت الاحتراق للسرعة العادية يعطي أفضل نسبة حرق الغازات داخل غرف الحرق وعمل طبيعي للمحرك وحرق وقود بكمية بسيطة، أما في السرعة الوسطية، فحرق الوقود والقيادة السلسلة تكونان القاعدة الملائمة الأساسية.
في السرعة القصوى يتم التركيز على العزم الأقصى للمحرك، مع تفادي الصفع الداخلي في غرف حرق الخليط، جميع أوضاع المحرك وتشغيله أيضاً، تم برمجتها في وحدات المعالج الصغيرة بواسطة وحدة خاصة (مفتاح) في المعالج، سمح لمعدل الإشعال في أعلى مجالات التحمل ملائمة العمل حسب جودة المحروقات المختلفة والقدرة على التحليل المنطقي لإشارات الاتصال المعادلة لزاوية الإشعال وتغيرها.

توجيه زاوية الإشعال:

الطاقة المخزنة في حقل ملف الإشعال المغناطيسي تتراجع في حال عمل دائم ومعين لزاوية الإشعال، فالطريقة هذه تخفف طاقة التوتر العالي للإشعال؛ حتى يتم التعرف على طاقة نظام الإشعال، مع مراعاة قوة وملف الإشعال والوصول إلى العنصر الإلكتروني المقوى النهائي (الترنزستور النهائي)، أيضاً يجب على الطاقة الكهربائية الأساسية لتوقيت الإشعال الوصول إلى قدرة كهربائية معينة؛ لهذه الغاية، تضطر وحدة التحكم إلى توجيه زاوية الإشعال المتعلقة بسرعة المحرك.
توجيه زاوية الإشعال تم برمجتها داخل المعالج الصغير بواسطة حقل معرفة زاوية الإشعال ووقت مرور التيار الكهربائي في ملف الإشعال مع اتصاله بسرعة المحرك؛ عدل بطريقة تسمح له في حال العمل المحدد؛ وعند الوصول تقريباً إلى نهاية وقت مرور التيار؛ إعطاء الطاقة الكهربائية الأساسية المطلوبة، كذلك لتأمين عملية الصفع (الدق) للسرعة البطيئة، خزنت طاقة كهربائية معينة، حتى إذا تراجع وقت الإشعال تتمكن الطاقة المخزنة من إعطاء التيار المطلوب.

وحدة التحكم الإلكتروني في نظام مشترك (حقن وإشعال):

ترسل الإشارات من حساسات عديدة، ثم بعد ذلك يتم تحويلها من إشارات إلى أرقام في المحولات الخاصة (A/D)، كذلك الإشارات القادمة على شكل نبضات يتم تحويلها في دوائر تشكيل نبضة (IF)، تجمع هذه المعلومات من الحساسات المختلفة في وحدة المدخلات، حيث تقوم بدورها بترحيلها في صورة رقمية إلى ناقلة المعلومات.
بناءاً على هذه الإشارات الرقمية تقوم ناقلة المعلومات بنقل هذه المعلومات وصورتها الرقمية إلى ذاكرة وحدة التحكم(RAM)، ثم تأخذ القراءة والنتائج من وحدة قراءة الذاكرة (ROM) ونقلها إلى وحدة التحكم المركزية (CPU) التي تقوم بدورها بإعطاء المعلومات اللازمة إلى الناقلة لترحيلها إلى وحدة الإشارات الخارجية في شكل إشارات كهربائية.