Alles over de ECU deel 2

Uitstoot en methoden van brandstofinjectie

In deel 2 van de miniserie ‘Alles over de ECU’ gaan we dieper in op de uitstoot van de motor en hoe de ECU dit kan beïnvloeden. In het vorige deel hebben we geleerd dat de ECU het mengsel zo nauwkeurig kan samenstellen dat een mechanisch systeem hier niet tegenop kan. Achter een simpele handeling als het indrukken van het gaspedaal zit een hoop rekenwerk. Lees daarom nu verder en leer hoe de ECU de ideale verhoudingen in de motor weet te bereiken.

Wanneer de motor op een te rijk mengsel loopt, is er niet genoeg lucht om alle benzine te verbranden. Daardoor stoot de motor onverbrande koolwaterstoffen en koolmonoxide uit. Helaas kunnen we niet gewoon een iets te arm mengsel gebruiken, omdat de hoeveelheid NOx (stikstofoxiden) zelfs bij een minimale toename van het luchtaandeel de capaciteit van de katalysator al ver te boven gaat.

Deze kleine marge om lage emissiewaarden te bereiken maakt computergestuurde brandstofinjectie onontbeerlijk. Mechanische systemen kunnen eenvoudig niet snel genoeg detecteren wat de auto doet om de motor zonder tijdvertraging zo aan te sturen dat de emissiewaarden binnen de voorgeschreven grenzen blijven.

Wat je ook van overheidsbemoeienis in het algemeen mag denken, de emissienormen voor auto's hebben wel geleid tot de invoering van brandstofinjectie. Hierdoor is het niet alleen mogelijk geworden om de uitstoot tot het minimum te beperken, maar hebben wij ook de mogelijkheid gekregen om de verhoudingen zo aan te passen dat een hoop extra vermogen wordt gecreëerd.

Methoden van brandstofinjectie

Er zijn verschillende methoden van brandstofinjectie. Het verschil zit hem in de manier waarop de benodigde hoeveelheid lucht en brandstof wordt gemeten. Als voorbeeld nemen we het systeem dat uitgaat van meting en terugkoppeling van het toerental en de luchtdichtheid. Deze methode staat bekend als de 'speed-density'-methode. De computer krijgt het motortoerental door van een sensor bij de krukas en bepaalt de luchtdichtheid uit het signaal van een sensor die de luchttemperatuur en luchtdruk in het inlaatspruitstuk meet. De hoeveelheid lucht in de inlaat is evenredig met de absolute druk gedeeld door de absolute temperatuur.

Aan deze gegevens en de opdracht van de bestuurder (hoe ver het gaspedaal wordt ingedrukt) heeft de ECU genoeg om de brandstoftoevoer naar de motor te regelen. De ECU voert continu berekeningen uit om te bepalen wanneer en hoe lang de verstuivers open moeten staan en wanneer de bougies een vonk moeten afgeven. Als bekend is dat de brandstofinspuiting gebaseerd is op speed-density kan dat nuttig zijn om te bepalen welke aanpassingen aan de motor herprogrammering van de ECU vereisen en welke niet.

De ECU stuurt de verstuivers en bougies aan door gebruik te maken van een aantal tabellen in het geheugen (referentietabellen of kenvelden) waarin voor elke bedrijfstoestand van de motor de bijbehorende waarden zijn opgeslagen. De ECU moet er bij dit alles ook nog voor zorgen dat de emissiewaarden zo laag mogelijk blijven en dat de motor zo draait dat er geen risico op motorschade kan ontstaan. Dit gebeurt door een voortdurende terugkoppeling van gegevens. Veel tuners streven naar meer vermogen, maar de ECU kan alle andere factoren niet negeren. Bovendien kan de ECU zich afhankelijk van de bedrijfstoestand van de motor verschillend gedragen op basis van de referentietabellen. In deel 3 van deze miniserie gaan we dieper in op de verschillende bedrijfstoestanden van de ECU.