Pomysł ten wziął swój początek z chęci napisania pracy dyplomowej, która nie miałaby narzuconego odgórnie tytułu i dziedziny. Uzyskawszy zgodę promotora na zaproponowany tytuł i ustaleniu planu pracy podjąłem się wykonania zadania.
Zapoznałem się z rozwiązaniami stosowanymi przez różne firmy od początku historii wtrysku benzyny (rozwiązania mechaniczne), do stanu dzisiejszego. Określiłem w ten sposób wstępne ramy i stopień skomplikowania własnego sterownika wraz z niezbędnymi do jego uruchomienia sygnałami sterującymi.
Początkowo chciałem dostosować istniejący elektroniczny wtrysk benzyny z silnika Fiata Cinquecento/Seicento o pojemności 900 cm3, jednak byłoby to rozwiązanie wymagające dostępu do np. hamowni, by jak najbardziej dopasować mapy wtrysku do znacząco różniącego się silnika.
W historii motoryzacji znaleźć można kilka różnych typów wtrysku paliwa. Pierwszym z interesujących mnie był wtrysk mechaniczny (L-jetronic) z racji historycznego rozwiązania i prostych zasad działania wprowadzających w temat. Mając na uwadze trudności wynikające z cyfrowego wtrysku skupiłem się na ich poprzednikach – układach analogowych. W ten sposób dotarłem do D-jetronic.
Jego analiza była możliwa nawet bez posiadania kompletnego układu, ponieważ zajął się tym wcześniej Paul Anders na swojej stronie. Dzięki niemu mogłem skupić się na zrozumieniu zasady działania D-jetronic oraz określeniu zależności sygnałów.
Dodatkowym atutem okazał się nieoceniony dostęp do zasobów wiedzy ludzi i dydaktycznych Wydziału Mechanicznego WAT – w tym tablicy systemu Motronic 4.1 (poniżej), która w sposób interaktywny pokazuje wpływ zmian parametrów pracy wywołanych zmianami sygnałów w czujnikach.
Dodatkowo na przodzie tablicy wyprowadzono złącze diagnostyczne systemu, którym odczytałem i zapisałem parametry wraz z ich wpływem na korekty czasu wtrysku. Pozyskawszy te dane utworzyłem schemat blokowy i zabrałem się za tworzenie schematu ideowego.
Sercem układu sterującego stał się popularny NE555 w konfiguracji multiwibratora astabilnego. Zapewnia on możliwość regulacji czasu trwania sygnału wysokiego, jego okresu, a także szeroką dokumentację wraz z kalkulatorami wspomagającymi obliczenia.
Jednym z interesujących, napotkanych problemów była potrzeba użycia rezystora, którego wartość zmieniałaby się pod wpływem napięcia. Z informacji, które znalazłem wynikało, że można rozwiązać to za pomocą tranzystora JFET działającego jako VCR (Voltage Controlled Resistor). Inną możliwością jest fotorezystor oraz LED (lub żarówka przy zastosowaniu układu dopasowującego pod większe zużycie prądu) sprzężone ze sobą optycznie.
Dłuższego pochylenia się nad tematem wymagał również sygnał „synchronizujący” wtrysk paliwa do cylindra – napięcie powstające na przerywaczu aparatu zapłonowego (po stronie pierwotnej cewki zapłonowej). Wynosi ono bowiem ok. 300 V oraz nie jest sygnałem logicznym, a wręcz stanem nieustalonym wynikającym z wymiany energii między uzwojeniem cewki, a kondensatorem. Przykładowy oscylogram takiego przebiegu przedstawiam poniżej (pochodzi on z układu Motronic ML, którego pomiary przeprowadzałem).
Ażeby sygnał ten nie zniszczył układu sterowania zastosowałem układ dopasowujący pochodzący z obrotomierza produkcji Mera Lumel. Przemawiała za tym nie tylko jego prostota, ale również wielokrotne stosowanie go przez producenta, co sugeruje trwałość.
Poza teoretycznym przygotowaniem pracy wykonałem również kilka symulacji (głównie obwodu dopasowującego sygnał aparatu zapłonowego) w NI Multisim, a także pierwszy prototyp płytki sterownika, rysunek i dolot powietrza wraz z zastosowaną przepustnicą od Forda Ka, dobrałem wtryskiwacze i kupiłem dodatkowy silnik do przetestowania pomysłu.
Niestety przez dłuższy czas nie zajmowałem się tym tematem, jednak w 2020 roku powróciłem do niego i realizuję go dalej.