Oborimo predrasude da je elektronsko paljenje i ubrizgavanje i suviše komplikovano -PROSTO JE

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterest

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje – Organizacija paljenja i ubrizgavanja od nastanka privih automobila do danas pretrpela je velike promene. Preko potpuno mehaničkog sistema do automatizovanog elektronskog sistema.

Prednosti elektronskog paljenja i ubrizgavanja:

  • precizno određivanje količine ubrizgavanja goriva,
  • višekratno ubrizgavanje goriva po jednom radnom ciklusu,
  • elektronski kontrolisano obrazovanje smeše (lambda regulacija),
  • elektronski kontrolisano vreme opaljenja varnice,
  • smanjenje emisije štetnih materija,
  • smanjenje potrošnje goriva.
Elektronsko paljenje i ubrizgavanje
Sema otvorene i zatvorene petlje

Često u automobilizmu čujemo reč ’’lambda’’ (lambda sonda, koefi. lambda ……) . Lambda je grčko slovo kojim se u automobilizmu označava odnos ubrizganog goriva i vazduha potrebnog za sagorevanje. Kako automobil u svom radu prolazi kroz više faza tako i ovaj odnos se menja. Idealni odnos je 14,7 kg vazduha : 1 kg goriva.

Pored ovog pojma u sistemu paljenja i ubrizgavanja često pominjemo i otvorenu i zatvorenu petlju.

Otvorena petlja se počela pominjati sa pojavom elektronskog paljenja. U njoj podrazumevamo rad motora bez uključivanja povratnog voda, odnosno , rad motora kada izduvni gasovi izlaze van kroz sistem prečišćavanja i auspuh bez povratka na usisnu granu. Otvorenu petlju imamo prilikom startovanja motora, kada je motor hladan a lambda sonda nije postigla radnu temperaturu i centralnom računaru nemože da šalje tačne podatke. Takođe otvorenu petlju imamo i kada dolazi do naglog opterećenja motora ili ubrzanja motora.

Zatvorena petlja je kada imamo aktivnu lambda sondu  i računaru daje podatke o upotrebljenoj smeši i cilindrima. Glavni računar ove podatke koristi za precizno određivanje optimalne radne smeše u trenutnom režimu rada motora. Ovaj režim rada se naziva i lambda regulacija.

lambda sonda
lambda sonda

Kada računar ne dobije signal od lambda sonde (lambda sondi) automatski prelazi u režim otvorene petlje.

 

Elektronsko paljenje i urbizgavanje kod benzinskih motora:

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -Jedan od sistema paljenja radne smese
Jedan od sistema paljenja radne smese

Osnovni delovi sistema za paljenje smeše u benzinskim motorima:

  • elektronska upravljačka jedinica
  • visokonoponska induktivna zavojnica
  • svećica (izvršni element)

Elektronskim paljenjem smeše kod motora smo dobili stabilni i pouzdaniji rad. Računar preko upravljačke jedinice zadužene za paljenje smeše, a na osnovu podataka dobijenih od senzora ( senzora temperature motora i nok senzora- detektor detonacija), određuje momenat paljenja smeše. U ovom sistemu važnu ulogu igra ’’nok’’senzor zbog čega ću mu posebnu pažnju posvetiti u nekom od narednih članaka.

Visokoinduktivna zavojnica – u sistemu elektronsko paljenje i ubrizgavanje – ima zadatak da pojača napon  na elektrodama svećice i kao takva obezbedi stabilno paljenje smeše u cilindru. Visokoinduktivne zavojnice sa elektronskom regulacijom izrađuju se zasebno za svaku svećicu ili u zajedničkom kućištu. Jedna zavojnica može se iskoristiti i za napajanje dve svećice koje se nalaze u istom radnom ciklusu. Tako da kod četvorocilindričnih motora možemo imati dve  ili četri visokoinduktivne zavojnice.

novi auto delovi
Novi auto delovi

Kod benzinskih motora možemo izvršiti podelu motora po mestu ubrizgavanja goriva :

  • ubrizgavanje goriva ispred usisnih ventila,
  • motori sa direktinim ubrizgavanjem.

U ovom članku težište ću dati na komunikaciji senzora i glavnog računara u sistemu “elektronsko paljenje i ubrizgavanje”  a princip rada navedenih grupa motora je obrađen u članku ’’Sistem za napajanje i ubrizgavanje goriva’’.

U motorima gde elektronski kontrolišemo paljenje radne semše  i kod kojih je ubrizgavanje goriva ispred usisnih ventila, glavni računar vrši sinhronizaciju rada motora na osnovu:

  • senzora
    • protokomer,
    • senzor leptir gasa,
    • senzor pritiska u usisnoj grani,
    • senzor pritiska u rezervoaru za gorivo,
    • NOK senzor,
    • senzor bregaste,
    • senzor radilice,
    • senzor temperature motora,
    • lambda sonde.
  • unapred unetih vrednosti u tabele ROM memorije glavnog računara
Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -Senzor radilice
Senzor radilice
Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -Senzor bregaste osovine
Senzor bregaste osovine
Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -Senzor ugaone pozicije leptir gasa
Senzor ugaone pozicije leptir gasa

 

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -protokomer
protokomer

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -senzor temperature

 

 

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje -Princip rada :

Glavni računar prikuplja podatke od navedenih senzora preko ulazno-izlazne jedinice. U ulaznoj izlaznoj jedinici se analogna vrednost od senzora pretvara u digitalnu. Računar može da funkcioniše jedino sa digitalnim vrednostima. Kada primi potrebne podatke on ih upoređuje sa unapred unetim tabelama u ROM memoriji. Kao rezultat upoređivanja podataka dobijamo izlaznu vrednost za neki izvršni element (brizgaljke, EGR ventili …. )

Pošto je izvšnim elementima potrebna analogna vrednost, digitalni podatak od glavnog računara automobila se u ulazno-izlaznom sistemu pretvara u analogni i prosleđuje na odgovarajući izvršni element u sistemu paljenja radne smeše.

Kod motora sa direktnim ubrizgavanjem, za razliku od motora sa ubrizgavanjem goriva ispred usisnih ventila gde imamo stalno homogeno ubrizgavanje goriva.

Imamo tri načina ubrizgavanja (punjenja):

  1. slojevito ,
  2. homogeno,
  3. prelazni režim – siromašno-homogeno punjenje.

 

Režim slojevitiog punjenja se primenjuje kada motoru nije potreban veliki broj obrtaja (prazan hod, rad motora na malom i srednjem broju obrtaja). Ovaj režim punjenja nam dodatno smanjuje potrošnju što i ujedno predstavalja poboljšanje u odnosu na motore sa ubrizgavanjem goriva ispred usisnih ventila.

Homogeno punjenje koristimo prilikom zahteva vozača i uslova puta za većom snagom i većim brojem obrtaja .

Sam naziv trećeg načina ubrizgavanja nam govori kada se koristi i njegove karakteristike. Koristi se pri prelazu sa homogenog na slojevito punjenje gde se prethodno ubaci siromašnija smeša kako bi se cilindri pripremili za slojevito ubrizgavanje.

 

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje kod dizel motora

Kod dizel motora , u sistemu paljenja smeše , imamo dizne i elektrogrejače semše kao izvršne elemente a u sklopu napajanja goriva imamo i regulator pritiska goriva (elektromagnetni ventil) na pumpi visokog pritiska (boš pumpi). Dizne su direktno povezane sa pumpom visokog pritiska. Kod novih generacija automobila dizne se napajaju gorivom iz zajedničkog rezervoara (rail) po čemu je i sistem dobio naziv komon rejl. Zajednički vod se nalazi pod visokim pritiskom (kod novih generacija i 2000 bara) . Kako napajamo sve dizne iz istog voda obezbedili smo jednak pritisak ubrizgavanja kod svih cilindara a samim tim i stabilniji i mirniji rad motora.

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje – Senzori koji imaju ulogu u ubrizgavanju goriva kod dizel motora :

  • protokomer,
  • senzor leptir gasa,
  • senzor visokog pritiska goriva (u zajedničkom vodu),
  • senzor temperature goriva,
  • senzor pritiska u rezervoaru za gorivo,
  • senzor bregaste,
  • senzor radilice,
  • senzor temperature motora,
  • lambda sonde.

Elektronsko paljenje i ubrizgavanje – Ostali elementi koji imaju ulogu u sistemu ubrizgavanja:

  • elektronska upravljačka jedinica (računar boš pumpe),
  • pumpa visokog pritiska (boš pumpa),
  • regulator pritiska goriva na boš pumpi,
  • razvodni vod,
  • dizne (brizgaljke),

Princip komunikacije senzora , glavnog računara i izvršnih elemenata je potpuno isti kao kod benzinskih motora. Razlike imamo u senzorima, izvršnim elementima i parametrima u tabelama koje se nalaze u ROM memoriji.

Motori sa unutrasnjim sagorevanjem (video)

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterest

Ovde ću pomenuti samo četvorotaktne motore jer se koriste na automobilima

Motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS motori)imaju zadatak da pretvaraju hemijsku energiju unetu u vidu pogonskog goriva u mehaničku energiju kretanja pokretnih delova motora (klipa ili turbine).
Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem su motori koji se koriste na današnjim automobilima. Osim na motornim vozilima (putničkim automobilima,kamionima, motociklima), radnim mašinama (traktorima, kombajnima i dr.) i mehanizaciji uopšte, koriste se i na brodovima čamcima, a u manjoj meri i za pogon lokomotiva i letelica.
Automobilski motori kao gorivo koriste (motorni) benzin, dizel gorivo ili tečni naftni gas (tzv. plin).
Kod motornih vozila se u ogromnoj većini koriste “klasični” klipni motori . U poslednje vreme prisutni su u hibridni pogon, pa i električni.
Zbog nedostatka nafte kao osnovne sirovine ali i prevelike emisije štetnih gasova u atmosferu, automobilska industrija pokušava da nađe alternativnu vrstu goriva.
Oto motor ili četvorotaktni benzinski motor
U toku rada četvorotaktnog benzinskog motora klip u cilindru se kreće od SMT (spoljna mrtva tačka) – najudaljenija tačka do koje može stići klip do UMT (unutrašnja mrtva tačka) – najbliža tačka do koje može stići klip.
Svaki SUS motor u toku svog rada mora obaviti osnovna 4 procesa (takta):
Taktovi:
1. usisavanje, goriva i vazduha kroz ventil, klip se kreće ka UMT, tj. povećava radni prostor.
2. sabijanje (kompresija), smeše goriva i vazduha, klip se kreće ka SMT, tj. smanjuje radni prostor.
3. sagorevanje, odnosno širenje (ekspanzija), sagorevanje goriva pokrenuto električnom iskrom, pritisak pokreće klip, klip se kreće ka UMT, tj. povećava radni prostor
4. izduvavanje, izbacivanje produkata sagorevanja, ciklus se vraća na korak 1, klip se kreće ka SMT, tj. smanjuje radni prostor.   

 

Princip rada motora sa unutasnjim sagorevanjem
1. Usisavanje
Prvi proces u toku rada SUS motora je usisavanje. U ovom procesu se smeša vazduha i goriva usisava u motor. Zadatak procesa usisavanja jeste da motor obezbedi smešu goriva ili samo vazduh za kasnije sagorevanje.
2. Sabijanje
Proces kompresije je vrlo bitan, jer se u njemu obezbeđuju uslovi za sagorevanje. U ovom procesu motor sabija usisanu smešu, ili samo vazduh, povećavajući joj pritisak i temperaturu. Veći pritisak omogućava brže i eksplozivnije sagorevanje, jer su molekuli kiseonika iz vazduha i goriva zbijeni i gorivo mnogo brže “pohvata” molekule kiseonika, brže reaguje sa njima pri sagorevanju.
3. Sagorevanje, širenje (ekspanzija)
U procesu sagorevanja smeša goriva i vazduha se pali i sagoreva oslobađajući ogromnu količinu energije. Gasovi nastali kao proizvod sagorevanja su pod znatno većim pritiskom i temperaturom nego smeša i imaju ogromnu potencijalnu energiju. Način paljenja i sagorevanja se razlikuje među vrstama motora, kod oto motora (četvorotaktnih benzinskih motora) svećica izbacuje varnicu i pali smešu benzina i vazduha. Ekspanzija je proces koji daje snagu motoru, tj. vrši koristan mehanički rad. Svi ostali procesi postoje samo da bi stvorili uslove za ovaj proces. U ovom procesu sagoreli gasovi sa ogromnom potencijalnom energijom se šire, potiskujući klip u klipnom motoru, vršeći mehanički rad.
4. Izduvavanje
Kad sagoreli gasovi svoju potencijalnu energiju pretvore u mehanički rad, postaju beskorisni. Proces izduvavanja je zadužen da beskorisne gasove izbaci u atmosferu. Takt br. 4 animacije je proces izduvavanja.
Regulaciju otvaranja ventila vrši bregasta osovina, dok se bregasta osovina okrene jednom kolenasto vratilo okrene se dva puta.
presek motora sa unutasnjim sagorevanjem
presek motora sa unutasnjim sagorevanjem
OSNOVNI DELOVI ISKLOPOVI MOTORA
a ) Nepokretni delovi motora
  1. cilindarski blok
  2. cilindarska glava
  3. kućište motora
  4. poklopac cilindarske glave
b) Pokretni delovi motora
  1. Kolenasto vratilo(radilica)
  2. Klip sa klipnim prstenovima
  3. Osovina klipa
  4. Klipnjača
  5. Zamajac
v) Razvodni mehanizam
  1. Bregasto vratilo
  2. Ventilski sklop
  3. Podizači, šipke podizača i klackalice
  4. Kaišnici ili lančanici, zatezači, kaiš ili lanac
g) Sistem paljenja
e) Sistem za startovanje motora
1. Glava motora sa ventilima
2. Blok motora
3. Klip sa klipnjacom
4. Kolenasto vratilo (radilica)
5. Zamajac
6. Korito motora (karter)

Klikni da vidiš sastavne delove, način sklapanja i princip rada oto motora.
  Princip rada motora sa unutasnjim sagorevanjem
Oto motor (neprecizno: benzinski motor) je motor sa unutrašnjim sagorijevanjem koji radi po otovom ciklusu i koristi motorni benzin ili neko gasovito gorivo (TNG, KPG). Razlikuje se od dizel-motora prvenstveno po načinu miješanja vazduha i goriva: dok dizel-motori prvo kompresujuvazduh a potom, pred kraj kompresije, ubrizgaju gorivo, dotle benzinski motori prvo pomiješaju vazduh i gorivo, a potom ih skupa kompresuju. Miješanje se ranije obavljalo u karburatoru, ali se danas (osim u manjim motorima) obavlja elektronski kontrolisanim ubrizgavanjem goriva, obično u usisnu granu ispred usisnih ventila, ili u komon reil, a ređe direktno u cilindre.
Oto motori mogu biti dvotaktni i četvorotaktni. Cilindri su obično raspoređeni linearno (1 do 6 cilindara), ili u V formaciji (od 2 do 16 cilindara), radijalno ili na drugi način.
Oto motori se mogu hladiti rashladnom tečnošću ili vazduhom koji do cilindara dopire kroz posebne otvore. Rashladna tečnost je mješavina vode ietilen glikola. Rashladna tečnost ima nižu tačku smrzavanja (te se teže smrzava), a i višu tačku ključanja (te teže proključa) u odnosu na običnu ili demineralizovanu (destilovanu) vodu, koja se ranije koristila za hlađenje motora. Rashladna tečnost cirkuliše kroz sistem za hlađenje motora, čiji najvažniji deo je iz hladnjak. Ovaj sistem može biti pod određenim nadpritiskom, da bi se spriječilo suvišno isparavanje tečnosti. (preuzeto sa wikipedije)
Dizel-motori slični su benzinskim četvorotaktnim motorima. Razlikuju se po tome što nemaju karburator ni uređaj za paljenje, već samo pumpu za ubrizgavanje goriva pod visokim pritiskom. Paljenje smeše se ostvaruje kada se gorivo ubrizga u prethodno sabijen vazduh koji je zbog visokog pritiska zagrejan čime se vrši paljenje smeše. Izumeo ga je nemački inženjer Rudolf Dizel 1893.
Dizel motor ima najvišu termalnu efikasnost među običnim motorima sa unutrašnjim ili spoljašnjim sagorevanjem usled njegovog veoma visokogstepena kompresije. Dizel motori niske brzine (poput onih na brodovima i drugim upotrebama gde je sveukupna težina mašine manje važna) mogu da imaju termalnu efikasnost veću od 50 procenata (preuzeto sa wikipedije)

 

Način rada dizel-motora
  • I takt —usisavanje čistog vazduha
  • II takt — sabijanje čistog vazduha i pred kraj,takta ubrizgavanje dizel goriva(dolazi do samozapaljenja)
  • III takt — sagorevanje,radni takt,ekspanzija…
  • IV takt — izduvavanje sagorelih gasova