Wtrysk paliwa w silnikach benzynowych

Jak powszechnie wiadomo do spalenia kilograma paliwa niezbędna jest pewna ilość powietrza, ściślej mówiąc jakieś 15 kg tegoż powietrza. Wniosek stąd prosty - wystarczy zmierzyć ilość powietrza, jakie dopływa do silnika i wyznaczyć ilość paliwa.

No, więc jak zmierzyć tę ilość powietrza - najprościej sprawdzić jak bardzo jest uchylona przepustnica i jaką prędkość obrotową ma silnik, wszystko będzie dobrze dopóki nie zmienimy ciśnienia powietrza. Przy niższym ciśnieniu, a takim samym uchyleniu przepustnicy i takiej samej prędkości obrotowej silnika, masa zassanego powietrza będzie znacznie mniejsza - czyli sposób nie najlepszy (mimo to stosowany).

Znacznie lepiej będzie zmierzyć podciśnienie panujące w kolektorze ssącym, zmierzyć temperaturę i prędkość obrotową silnika i na tej podstawie wyznaczyć gęstość powietrza znajdującego się w kolektorze ssącym, a dzięki znajomości prędkości obrotowej silnika i jego pojemności skokowej można wyznaczyć masowe natężenie przepływu powietrza i odpowiednio dobrać ilość paliwa (to było powszechnie stosowane). Problem z tym, że w zależności od prędkości obrotowej cylinder jest lepiej albo gorzej napełniany - zasysa więcej lub mniej powietrza.

Aby zlikwidować ten problem w pamięci sterownika wprowadza się mapy wtrysku będące zależnościami czasu wtrysku od badanych prędkości obrotowej i ciśnienia panującego w kolektorze dolotowym (ewentualnie uchylenia przepustnicy).
Przy okazji wyszło na jaw, że sterownik zmieniając wartość dawki wtrysku reguluje czas otwarcia wtryskiwacza.

Kolejną, a zarazem najdokładniejszą metodą pomiaru natężenia przepływu jest zastosowanie tak zwanego przepływomierza z drutem grzanym, lub z płytką grzaną. Działanie takiego ustrojstwa polega na tym, iż ogrzewamy drut do temperatury około 100 stopni C lub więcej, przepływające powietrze próbuje ochłodzić ten drut, pomiar polega na zbadaniu jak duży prąd musi płynąć przez drut aby utrzymać jego stałą temperaturę, mimo chłodzącego działania przepływającego powietrza.

Jawi się pytanie, skoro można określić ilość paliwa na podstawie dwóch czujników to, po co ta cała reszta. A no po to, aby silnik dobrze pracował w różnych warunkach. Gdy kierowca nagle depnie po gazie należy wzbogacić dawkę, podobnie gdy silnik jest zimny wypadało by go zasilić nieco bogatszą mieszaną, tak samo podczas rozruchu, znowu podczas hamowania silnikiem nie ma sensu ładować paliwa do cylindra, itp.

Układy wtryskowe są wyposażone jeszcze w jeden bardzo ważny element, w sondę lambda. Sonda ta bada zawartość tlenu w spalinach, ale w większości przypadków sprawdza tylko czy tlen jest czy go nie ma. Jeśli jest, to znaczy, że mieszanka jest za uboga, natomiast jeśli go nie ma to pewnie mieszanka jest za bogata (sonda nie rozpoznaje sytuacji w której skład mieszanki jest idealny). Na podstawie wskazań sondy sterownik koryguje obliczony wcześniej czas wtrysku w taki sposób, aby poprawić skład spalin.

Korekcja ta jednak działa tylko podczas jazdy ze stałą prędkością lub na biegu jałowym (tylko w ustalonych stanach pracy silnika). Dzieje się tak, ponieważ korekcja w stanach nieustalonych, np. podczas przyspieszania, powodowałaby generowanie opóźnień - mieszanka jest tworzona w kolektorze ssącym, a skład spalin jest badany dopiero w kolektorze wydechowym.

Większość sterowników jest wyposażonych również w funkcję autoadaptacji, ale o tym może innym razem.