PROJEKTNI ZADATAK IZ MOTORA SUS.doc

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus

TEHNIČKA ŠKOLA STRUKOVNIH STUDIJA UROŠEVAC

Grafički rad iz MOTORA SUS

Profesor: mr Radivoje Vukašinović Ime i prezime:

Kandidat: Milo]evi’ Nemanja -2-


br. Ind. DB 87

Ime i prezime:

-3-

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 1.-a: Pogon motornog vozila, b: Delimični presek motora sus

Slika 1.1b.- Delimični presek Mercedes-Benz motora

Slika 1.2.a- Poprečni presek motora Slika 1.2.b.- Osnovni elementi i delovi klipnih motora sus.

Ime i prezime:

-4-


Sika.1.3. Kinematske veličine motornog mehanizma i indikatorski p-V dijagram motora

III-SISTEMI MOTORA a) Sistem razvoda: 8 - ventil; 9 - bregasto vratilo. b) Sistem hlađenja; c) Sistem podmazivanja; d) Sistem paljenja i strtovanja .................................. Osnovne geometrijske zavisnosti: z - broj cilindara motora, AK    D 2 4 - poprečni presek klipa, S  2  R - ukupni hod klipa, Vh  S  AK - radna (hodna) zapremina, S X    - tekući hod klipa, VC - kompresiona zapremina, V     VC  S X     AK - tekuća zapremina, Vmin  VC - minimalna zapremina cilindra, Vmax  VC  Vh - maksimalna (ukupna) zapremina cilindra, V  z  Vmax - ukupna zapremina motora (vrednost koja se unosi u saobraćajnoj 3 dozvoli motornog vozila u drumskom saobraćaju u cm ). Stepen sabijanja:   Vmax Vmin  VC  Vh  Vmin  1  Vh Vmin - stepen kompresije. Ime i prezime:

-5-


Slika.1.4a. Šema principa rada četvorotaktnog motora sa ubrizgavanjem goriva i razvodaradnematerije sa kružnim dijagramima

Ime i prezime:

-6-


Slika 1.6.- Taktovi radnog ciklusa motora sus sasastavom svežeg punjenja i izduvnih gasova

Slika 1.4b.- Princip rada 4- taktnih 4- cinindričnih dizel i oto motora sus

Slika 1.5.- Delovi rasklopljenog V-motora Ime i prezime:

-7-


Slika 1.8.- Radni taktovi motora sus: 1. takt usisavanja, 2.- takt sabijanja, 3.- takt sagorevanja i širenja (radni takt), 4.- takt izduvavanja

Ime i prezime:

-8-

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 2. Proces izmene radne materije

Slika 2.1. Šema razvoda 4- taktnog motora sa prirodnim usisavanjem

Slika 2.2.- p-V indikatorski dijagram i p   dijagram

Ime i prezime:

-9-


Slika 2.4.- Šema visine (poprečnog preseka) otvaranja i zatvaranja usisnih i izduvnih ventila motora

Slika 2.5. Promena pritiska u razvijenom p   dijagramu sa dijagramom promene protočnih preseka izduvnog i usisnog otvora. Slika 2.6. Uticaj ugla ranijeg otvaranja izduvnog ventila 1 i kasnijeg zatvaranja usisnog ventila  2 na promenu pritiska u cilindru motora u p  V indikatorskom dijagramu

Slika 2.6.a. Ottov motor: tok pritisaka u usisnoj cevi, cilindru i izduvnoj cevi.

Ime i prezime:

- 10 -


Slika 2.7.- Shematski prikaz glavnih delova i sistema 4- taktnih dizel motora

Slika 2.8.- Shematski prikaz glavnih delova i sistema 4- taktnih oto motora

Slika 2.9. Princip rada dvotaktnog motora

Ime i prezime:

- 11 -


Slika 2.10.- Shematski prikaz glavnih delova i sistema 2- taktnih oto motora

Slika 2.11. Indikatorski dijagram dvotaktnog motora sa simetričnom šemom razvoda radne materije

Ime i prezime:

- 12 -


Slika 2.12.- Shematski prikaz glavnih delova i sistema Wankel motora

Ime i prezime:

- 13 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 3. SISTEMI ZA UBRIZGAVANJE BENZINA Sistemi za ubrizgavanje goriva obezbeđuju motoru u bilo kom režimu rada najpovoljni sastav smeše. Do skoro se to uspešno radilo sa karburatorima, međutim, u poslednje vreme skoro u sva vozila se serijski ugrađuju sistemi za ubrizgavanje goriva. Razlozi za to su: veća snaga motora, povoljni tok krive obrtnog momenta i manja potorošnja goriva, kao i maksimalno poboljšanje kvaliteta izduvnih gasova. Ubrizgavanje omogućava precizno doziranje goriva, zavisno od režima rada motora, uz maksimalnu zaštitu okoline. Osnovna klasifikacija sistema ubrizgavanja vrši se prema tri najbitnija kriterijuma:  prema mestu ubrizgavanja benzina;  prema načinu ubrizgavanja i  prema načinu regulacije ubrizgane količine goriva. Prema mestu ubrizgavanja (lokaciji brizgača) razlikuju se tri osnovne vrste ubrizgavanja:  direktno ubrizgavanje,  ubrizgavanje u usisni vod u oblasti usisnog ventila i  centralno ubrizgavanje u usisni kolektor. Kod ova dva indirektna sistema, gorivo se ubrizgava u usisni vod, ispred usisnog ventila, gde se obrazuje i radna smeša. U novije vreme razvio se i sistem direktnog ubrizgavanja u samom cilindru motora. Kod ovog sistema se, prema tome, radna smeša obrazuje u samom cilindru motora. Prema načinu ubrizgavanja, sistemi se dele na:  sisteme za kontinualno i  periodično ubrizgavanje. Istorijski posmatrano, sistemi direktnog ubrizgavanja benzina su prvi primenjeni kod oto motora i to najpre kod vazduhoplovnih motora, a zatim i kod motornih vozila u drumskom saobraćaju. Sistem direktnog ubrizgavanja podrazumeva unutrašnje obrazovanje smeše (unutar cilindra) i pojedinačno ubrizgavanje goriva u svaki cilindar motora. Principijelna šema ovakvog sistema ubrizgavanja data je na sl. 3.1. Kod ovog sistema, slično dizel motorima, gorivo se, pomoću elektromagnetnih ventila, direktno ubrizgava u prostor za sagorevanje. Zato svaki cilindar ima svoj ventil za ubrizgavanje (brizgaljku), a mešavina se stvara u samom cilindru. Za dobro sagorevanje neophodno je fino raspršivanje goriva prilikom ubrizgavanja. U normalnom režimu rada, motori sa direktim ubrizgavanjem usisavaju samo čist vazduh a ne mešavinu kao kod svih ostalih konvencionalnih sistema ubrizgavanja. U tome i leži prednost ovog novog sistema, jer nema kondenzacije goriva po zidovima usisnih cevi i cilindara. Kod ranijih konvencionalnalnih sistema, mešavina se obrazuje spolja u usisnoj cevi, pa u prostor za sagorevanje dospeva kao homogena smesha čiji sastav ima približno stehiometriski odnos vazduha i goriva. Direktno ubrizgavanje benzina se realizuje direktno u komoru za sagorevanje oto motora. Prema tome, brizgač je postavljen u glavi motora i njegov vrh viri u prostoru za sagorevanje

Ime i prezime:

- 14 -


Slika 3.1.-Direktno ubrizgavanje kod sistema MED Motronic: 1-dovod goriva,2-dovod vazduha, 3-elektronski prigušni leptir (EGAS),4-usisna cev,5-brizgaljka,6- motor Slika 3.2- Pojedinačno formiranje smeše sistema SPI/TPI; kod LE-Jetronic, Motronic, i ME Motronic 1. dovod goriva; 2. dovod usisnog vazduha; 3. leptir (regulacioni organ); 4. usisni system; 5. brizgač; 6. motor Slika 3.3.- Centralno ubrizgavanje: 1-dovod goriva, 2-dovod vazduha, 3-prigušni leptir, 4-usisna cev, 5-brizgaljka, 6-motor

Slika 3.3a.- Prikaz sistema centralnog ubrizgavanja (SPI - Single Point Injection, TBI - Throtle Body Injection) eksterno formiranje smeše -1. regulator pritiska; 2. senzor temperature; 3. brizgač: 4. kućište (gornje); 5. dovod goriva; 6. povratni vod goriva; 7. izolator; 8. leptir; 9. kućište

Obrazovanjem smeše, direktno u prostoru za sagorevanje moguće je ostvariti dva potpuno različita načina sagorevanja. Pri radu sa tzv. slojevitim punjenjem, mešavina ima zapaljiv sastav samo u prostoru oko svećice. Ostali deo prostora za sagorevanje ispunjen je svežim vazduhom i ostatkom sagorelih gasova bez goriva. Na taj način, u praznom hodu i pri delimičnom opterećenju, motor radi sa vrlo siromašnom smesom i štedi gorivo. Pri većem opterećenju, motor radi sa homogenim punjenjem , gde je ceo prostor za sagorevanje ispunjen homogenom mešavinom, kao i kod motora sa spoljnim obrazovanjem mešavine. U takvom radu, motor prima više goriva ali i daje punu snagu.

Ime i prezime:

- 15 -


Slika 3.4.- Homogena i heterogena smeša vazduha i benzina u cilindru motora Slika 3.5.- Višestruko ubrizgavanje 1 Klip motora, 2 Injektor, 3 Usisni ventil;

Slika 3.6.-.Primeri sastava svežeg punjenja kod direktnog ubrizgavanja benziina. a. formiranje smeše mlazom goriva‚ b. formiranje smeše interakcijom mlaza i čela klipa c. formiranje smeše interakcijom mlaza i vrtloga vazduha

Najpoznatiji sistem za direktno ubrizgavanje sistema je BOSCH-ov MED- Motoric. Prvo elektronski kontrolisano ubizgavanje bio je D-Jetronic iz 1967. K i L Jetronic su svetlo dana ugledali 1973, Motronic 1979 (nastao kao kombinacija L Jetronica i mikroprocesorski upravljanog paljenja), a unapređeni KE-Jetronic 1982. KE-Jetronic je, takođe, pravljen u varijantama sa mikroprocesorski upravljanim paljenjem i ubrizgavanjem pri čemu su neki proizvođaci promenili ime sistemu u KE-Motronic, a neki su zadržali stari naziv (npr Mercedes-Benz)

Ime i prezime:

- 16 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Skraćenice u nazivima svakog od Jetronic ubrizgavanja označavaju osnovni princip rada sistema. "D" (nem. Drück = pritisak) radi na osnovu podpritiska u usisnoj grani, "L" (nem. Luftmenge = količina vazduha) dozira gorivo na osnovu količine usisanog vazduha, ima elektromagnetne dizne. Dodavanjem mikroprocesorskog paljenja iz njega je kasnije nastao Motronic sistem "K" (nem. Kontinuerlich =kontinualno) misli se na kontinualno ubrizgavanje goriva bez prekida kao kod drugih, sekvencijalnih sistema. Ovaj sistem takođe vrši merenje količine usisanog vazduha kao i L Jetronic Dakle K i KE jetronic su mehaničko-hidraulična ubrizgavanja goriva velike su pouzdanosti u radu i glavna karakteristika im je što gorivo ubrizgavaju u kontinuitetu za razliku od drugih sistema nastalih pre ili posle njih. Osnovni ciljevi BOSCH-a pri razvoju KE Jetronica bila je pouzdanost koju nosi jedan mehanički sistem (K) uz dodatno povećanje snage motora sa ubrizgavanjem i smanjenu potrošnju goriva koju donosi elektronski "fine tuning" dodatak sistemu (E). U odnosu na ranije sisteme KE Jetronic je omogućio motorima manju potrošnju benzina, veću specifičnu snagu, bolju elastičnost i mirniji rad u svim režimima rada. U pitanju je jedan genijalan sistem koji je došao na loš glas na našim prostorima, manje zbog lošeg goriva, a više zbog vikend majstora koji u 99% slučajeva nisu mogli da shvate kako sistem radi ni kako se dijagnostikuje i podešava pa su ga izvikali. Sve u svemu jedan dobar i pouzdan sistem koji je naravno kasnije dobio svog naslednika (pre svega zbog ekologije), mada uz zamenu upravljačke jedinice motori sa KE Jetronicom bez problema se u Nemačkoj danas konvertuju iz EURO1 u EURO4 standard izduvnih gasova.

Slika 3.7.- Sistem K-JETRONIC 1.Električna pumpa za gorivo; 2.hidraulična prigučna za gorivo; 3.filter za gorivo; 4.regulator temperature; 5.brizgaljka; 6.brizgaljka za hladan start; 7.dozator goriva; 8.merač protoka vazduha (protokomer); 9.vremenski termo-prekidač; 10.regulator praznog hoda

KE-JETRONIC kao i stariji K-JETRONIC predstavlja mehaničko-hidraulični sistem za ubrizgavanje goriva.

Ime i prezime:

- 17 -


Slika 3.8.- Sistem KE-JETRONIC 1.Električna pumpa za gorivo; 2.hidraulična prigučna za gorivo; 3.filter za gorivo; 4.regulator temperature; 5.brizgaljka; 6.brizgaljka za hladan start; 7.dozator goriva; 8.merač protoka vazduha (protokomer); 9.vremenski termo-prekidač; 10.regulator praznog hoda; 11.senzor temperature motora; 12.potenciometar prigušnog leptira; 13.lambda sensor; 14.elektronska upravljačka jedinica (ECU).

L-JETRONIK nastao je usavršavanjem starijeg D-JETRONIC sistema sa periodičnim ubrizgavanjem i elektronskom regulacijom. Ubrizgavanje je pojedinačno za svaki cilindar u usisnim cevima motora (MPI).

Slika 3.8.- Sistem L-JETRONIK 1.Električna pumpa za gorivo; 2.filter za gorivo; 3.regulator pritiska goriva; 4.brizgaljka; 5.merač protoka vazduha; 6.vremenski termo prekidač; 7. regulator praznog hoda; 8. regulator praznog hoda; 9.lambda sensor; 10.ECU

Ime i prezime:

- 18 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus LH-JETRONIK sistem je veoma sličan osnovnom L-JETRONIK sistemu. Razlikuju se samo po meraču protoka vazduha- protokomeru, sa užarenim vlaknom. Kod njega na rezultat merenja ne utiče gustina vazduha, koja zavisi od temperature i atmosferskog pritiska.

Slika 3.9.- Sistem LH-JETRONIK 1.Električna pumpa za gorivo; 2.filter za gorivo; 3.regulator pritiska goriva; 4.brizgaljka;5.protokomer sa užarenim vlaknom; 6.senzor temperature motora; 7.bimetalni šiber ventil; 8.prekidač prigušnog ventila; 10. ECU

Slika 3.10.- Sistem LH-JETRONIC

Ime i prezime:

- 19 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Mono Jetronic, za razliku od KE-JETRONIC i L-JETRONIC sistema, ima centralno ubrizgavanje, opremljen jednom zajedničkom brizgaljkom, koja ubrizgava gorivo u ravnomernim intervalima u usisni kolektor. Glavni deo sistema je uređaj za ubrizgavanje sa elektro-magnetnim ventilom-brizgaljkom koja ubrizgava proračunatu količinu goriva. Usisni kolektor ravnomerno raspoređuje gorivo prema pojedinim cilindrima, najčešće četvorocilindričnih motora. Potrebni podaci o radnom stanju motora prikaupljaju se pomoću raznih senzora.

Slika 3.11.- Sistem MONO-JETRONIK 1.Električna pumpa za gorivo; 2.filter za gorivo; 3.potenciometar prigušnog ventila; 4. Regulator pritiska; 5.elektromagneta brizgaljka; 6.senzor temperature ulaznog vazduha;7..koračni (step motor); 8.senzor temperature motora; 9.lambda senzor; 10.ECU.

Slika 3.12.- SistemDie Mono Jetronic

Ime i prezime:

- 20 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus MOTRONIC Elektronski upravljački uređaj u sistemu D-Jetronic bio je u stanju da reguliše količinu goriva ubrizganu u komoru za sagorevanje, određujući koliko dugo injektori goriva ostaju otvoreni. Uz temperaturu motora i broj obrtaja, količina usisanog vazduha predstavljala je jedan od najvažnijih parametara za rad elektronske kontrole. Ta se količina vazduha mogla izračunati pomoću senzora za pritisak na osnovu pritiska iz usisne cevi. Razvoj D-Jetronica popratio je razvoj električnih pumpi za gorivo koje osiguravaju stalan sistemski pritisak u injektorima goriva. Motronic upravljački uređaj je na prvi pogled neupadljiva kutijica s elektronikom. Njegov zadatak je elektronski uskladiti i optimizirati dovod vazduha i goriva, kao i proces paljenja, prema željama vozača. Tehničke prednosti koje su otuda proizašle zaslužuju pažnju. Pre uvođenja Motronic sistema, dakle pre 25 godina, za pripremu mešavine i za aktiviranje iskre paljenja svećice brinula se mehanička konstrukcija. To je uzrokovalo ne samo veliku potrošnju benzina, nego i nastanak mnogih štetnih materija u produktima sagorevanja. Mono Motronic je sistem koji objedinjuje elektronsko paljenje i ubrizgavanje. Celokupna elektronika kojom se reguliše rad motora, sa svim regulacionim i upravljačkim funkcijama nalazi se u elektronskoj upravljačkoj jedinici. Tu se stiču podaci o sistemu paljenja, položaju bregaste osovine, brzini vožnje, položaju menjača, klima uređajima itd. Posebnu grupu čine analogni ulazni signali: napon akumulatora, temperatura vazduha i motora, količina usisanog vazduha,ugao prigušnog leptira, lambda –sonda, kliktanje motora, kao i broj obrtaja motora.

Slika 3.13.- Sistem Mono Motronic

Med-Motronic Motronic je ime za upravljanje radom motora u otvorenoj ili zatvorenoj petlji jednom upravljačkom jedinicom. Bosch je prvi sistem koji je serijski počeo da se proizvodi 1979. godine. To je u stvari bio LJetronic u ciju je ECU ugrađen i sistem za paljenje. Danas postoje tri verzije Motronic sistema: 1.M-Motronic je prvi sistem; 2.ME –Motronic, koji je baziran na predhodnoj verziji kod koga je uvedena elektronska kontrola leptira 3.MED – Motronic je najnovija generacija ovog sistema primenjena na motorima sa direktnim ubrizgavanjem goriva u cilindre. Jedan takav sistem prikazan je na sledećoj slici.

Ime i prezime:

- 21 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Mono Motronic je sistem koji objedinjuje elektronsko paljenje i ubrizgavanje. Celokupna elektronika kojom se reguliše rad motora, sa svim regulacionim i upravljačkim funkcijama nalazi se u elektronskoj upravljačkoj jedinici. Tu se stiču podaci o sistemu paljenja, položaju bregaste ososvine, brzini vožnje, položaju menjača, klčima uređajima itd. Posebnu grupu čine analogni ulazni signali: napon akumulatora, temperatura vazduha i motora, količina usisanog vazduha,ugao prigušnog leptira, lambda –sonda, kliktanje motora, kao ibroj obrtaja motora. Ovaj je sistem omogućio precizno i odmereno doziranje goriva u struju vazduha, što je proteklih deset godina omogućilo smanjenje potrošnje goriva za trećinu (za određenu snagu motora). Iako to nije samo zasluga sekvencijalnog ubrizgavanja goriva (veliki uticaj imaju poboljšanje aerodinamike i smanjenje otpora kotrljanja), taj je uticaj bio presudan. Još su veći pomaci napravljeni u ekološkom usavršavanju otto motora, pa većina novih benzinaca sa sekvencijalnim ubrizgavanjem goriva zadovoljava norme Euro 4 (stupile na snagu 2005.). Razvojem koncepcije sekvencijalnog ubrizgavanja podstaknut je dalji razvoj sistema za napajanje otto motora, prvenstveno u području direktnog ubrizgavanja goriva (GDI).

Slika 3.14. Dijagram toka Med MOTRONIC 1. karbonski kanister; 2. Elektromagnetni ventil za otvaranje kanistera; 3. Elektromagnetni ventil za pražnjenje kanistera; 4. povratni vod vika goriva.; 5. indukcioni kalem sa svećicom; 6. senzor faze; 7. 8. MAP senzor; 9. EGR ventil; 10. senzor temperature rashl. sredstva; 11. senzor pritiska rashl. sredstva; 12. Lambda sonda.; 13. senzor detonacije; 14. rezervoar goriva sa meračem nivoa i pumpom za gorivo; 15. EUJ; 16. 17. akumulator / regulator pritiska /; 18. Elektromagnetni ventil sekundarnog vazduha 19. pumpa sekundarnog vazduha

Ime i prezime:

- 22 -


Slika 3.15.- ME-Motronic with ETC 1. Carbon canister, 2.Canister-purge valve, 3.Intake-manifold pressure sensor*, 4. Fuel rail/injector, 5.Camshaft adjuster*, 6. Ignition coil/spark plug, 7. Phase sensor, 8. Lambda Sensor, 9.Air-mass meter, 10.Throttle device (ETC), 11. EGR valve, 12.Speed sensor, 13.Knock sensor, 14.Temperature sensor, 15.Primary catalytic converter, 16.Lambda Sensor, 17, Main catalytic converter, 18.Accelerator-peda module, 19.In-tank unit, 20. Electronic control unit, 21.CAN, 22. Diagnosis lam, 23.Diagnostics interface, 24. Immobilizer

Ime i prezime:

- 23 -


Slika 3.16. – Kompletna shema sistema za upravljanje radom benzinskog motora sa indirektnim ubrizgavanjem benzina (u usisnu granu) – BOSCH ME7. 1 - rezervoar benzinskih para; 2 - kontrolni ventil sa pumpom za produvavanje rezervoara benzinskih para i kontrolu nepropusnosti sistema; 3 - ventil za propuštanje benzinskih para u usisnu granu; 4 - senzor podpritisaka u usisnoj grani; 5 - zajednički vod (magistrala) goriva sa brizgaljkama; 6 - visokonaponski kabal za paljenje sa svećicom; 7 senzor faze motora (senzor brzog starta); 8 - pumpa za uduvivanje sekundarnog vazduha u izduvnu granu; 9 - ventil za propuštanje sekundarnog vazduha u izduvnu granu; 10 - senzor masenog protoka vazduha u motor sa senzorom temperature usisanog vazduha; 11 - elektronski leptir za snagu; 12 - elektropokretani EGR ventil; 13 - senzor detonantnog sagorevanja u motoru; 14 - senzor brzine obrtaja motora; 15 - senzor temperature rashladne tečnosti motora; 16 - lambda sonde – prva sonda do motora je upravljačka, a druga je kontrolna lambda sonda; 17 kompjuter; 18 - dijagnostički priključak sa ispitnim uređajem za serijsku dijagnostiku; 19 - dijagnostička lampica na komandnoj tabli vozila (MIL); 20 - veza sa ostalim kompjuterima, uređajima il senzorima na vozilu preko CAN sabirnice poput kompjutera vozila tj. senzora o brzini kretanja vozila, kompjutera kočnica (ABS/ASR/ESP) tj. senzora aktiviranosti kočnice, kompjutera menjača tj. senzora aktiviranosti spojnice ili stepena prenosa, kompjutera uređaja za održavanje konstantne brzine kretanja, kompjutera klima-uređaja, kompjutera protiv neovlašćenog pokretanja motora vozila itd.; 21 - senzor podpritisaka u rezervoaru goriva; 22 - dobavna pumpa goriva u rezervoaru goriva; 23 elektronska papučica akceleratora; 24 – akumulator

Slika3.17.- Shema i sastavni delovi BOSCH DI MOTRONIC sistema

Ime i prezime:

- 24 -


Slika 3.18.- Common Rail System ubrizgavanja goriva za commercijalna vozila

Slika3.19.- Sistem direktnog ubrizgavanja (MED Motronic/ Bosch)

Ime i prezime:

- 25 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus SISTEMI ZA UBRIZGAVANJE DIZEL GORIVA

Slika 3.20 Dieselov motor: papučica snage spojena je sa pumpom za ubrizgavanje goriva.

Slika 3.21.- Sistemi za ubrizgavanje dizel goriva: a-pumpa-brizgaljka, b-common reil sistem

Slika 3.22- Shema dijagrama toka goriva u dizel motoru Slika 3.23.- Pumpa visokog pritiska, brizgaljka

Ime i prezime:

- 26 -


Sl.3.24. Sistemi sa direktnim ubrizgavanjem goriva: 1 Fuel rail, 2 sensor pritiska goriva, 3 pumpa visokog pritiska 4 Motronic control unit, 5 injector (brizgaljka visokog pritiska)

Slika 3.25a – Delovi klasičnog sistema motora za napajanje dizel gorivom sa rednom klipnom pumpom Slika 3.255 – Presek centrifugalnog regulatora

Slika 3.25. a) - Axialna-piston distributer pumpa; b) - In-line fuel-injection pumpa za gorivo

Ime i prezime:

- 27 -


Slika 3.26.- Jedan ciklus potiskivanja.dizel goriva 1. natklipni prostor; 2. galerija (pritisak PNP); 3. ciindar; 4. klip, 5. kosi žleb; 6. prelivni kanal

Slika 3.27. - Distributor pumpa tipa Bosch VE [12] 1-Pumpa NP krilnog tipa; 2-Zupčanik regulatora; 3-Uređaj za automatsko povećanje ugla predubrizgavanja sa porastom broja obrtaja; 4-Bregasta ploča; 5-Prsten za regulaciju preliva; 6-Klip; 7-Potisni rasteretni ventil; 8-Elektromagnetni ventil za prekid ubrizgavanja (gašenje motora); 9-Mehanizam sverežimskog regulatora; 10-Preliv prema rezervoaru; 11-Poluga za gašenje motora; 12-Opruga sverežimskog regulatora; 13-Komandna poluga (poluga "gasa"); 14-Klizač sverežimskog regulatora; 15Centrifugalne mase sverežimskog regulatora; 16-Regulacioni ventil NP.

Slika 3.28. - Prikaz rotacione pumpe VE 1. transfer pumpa; 2. aksijalni klip sa potisnim ventilima; 3. regulator broja obrtaja; 4.ventil za prekid rada motora; 5. korektor ugla početka ubrizgavanja Slika 3.29. - Rotaciona pumpa. 1. komandna poluga ; 2. pogonsko vratilo; 3. rotaciona pumpa (transfer); 4. zupčanik regulatora; 5. valjčići; 6. bregasta ploča; 7. korektor ugla ubrizgavanja; 8. preliv; 9. regulator ; 10. EM ventil za prekid napajanja gorivom; 11. klip (potisno-razvodni); 12. potisni ventil

Ime i prezime:

- 28 -


Slika 3.30.- Korektor ugla ubrizgavanja. a) pasivno stanje (bez korekcije); b) aktivno stanje;1. kućište pumpe, 2. prstenasto kućište valjčića; 3. valjčić; 4. poluga korektora; 5. otovor za rasterećenje; 6. poklopac korektora; 7. klip korektora; 8. uložak; 9. povratna opruga korektora ugla ubrizgavanja

Slika 3.31- Integralni sistem ubrizgavanja goriva

Slika 3.32.- Delovi i dijagram Common-Rail-sistema za ubrizgavanje goriva

Ime i prezime:

- 29 -


Slika 3.33. – Shema načina rada dizel motora sa sistemom za ubrizgavanje goriva pumpa-brizgaljka BOSCH EDC 15P. A - Dobava goriva (deonica niskog pritiska) 1 - rezervoar goriva sa predfietrom i dobavnom pumpom goriva (nije nacrtana); 2 - predpumpa goriva sa nepovratnim ventilom (smeštena na samom motoru); 3 - filter/filteri goriva; 4 - regulator pritisaka goriva; 5 - hladnjak goriva; B – Visokopritisni deo 6 - sklop pumpa-brizgaljka; C – Elektronska kontrola motora (EDC – Electronic Diesel Control) 7 - senzor temperature goriva; 8 - kompjuter; 9 - elektronska papučica akceleratora; 10 - senzor brzine vozila; 11 - prekidač aktiviranosti kočnica; 12 - senzor temperature vazduha okoline; 13 - senzor položaja (brzine obrtaja) bregastog vratila; 14 - senzor temperature vazduha u usisnoj grani; 15 - senzor pritisaka u usisnoj grani 16 - leptir za gašenje motora (protiv vibracije motora pri gašenju) 17 - senzor masenog protoka vazduha u motor; 18 senzor temperature rashladne tečnosti motora; 19 - senzor brzine obrtaja motora; D - Ostala oprema po vozilu 20 – komandna tabla; 21 - kontrolna jedinica za uključenje grejača kompresorskog prostora; 22 - grejač kompresorskog prostora; 23 - prekidač uključenosti spojnice; 24 - jedinica za kontrolu uređaja za održanje konstantne brzine vožnje; 25 - dijagnostička lampica na komandnoj tabli vozila (MIL); 26 - jedinica za kontrolu klimauređaja vozila; 27 - jedinica za uključivanje grejača i pokretanje motora; 28 - dijagnostički priključak sa ispitnim uređajem za serijsku dijagnostiku; 29 - akumulator; 30 - uređaj za predsabijanje motora (gasska turbina – turbo); 31 hladnjak izduvnih gasova povratnih EGR ventilom; 32 - kontrolni ventil pneumatskog EGR ventila; 33 - kontrloni ventil rasteretnog ventila gasske turbine; 34 - vakuumska pumpa EGR ventila i rasteretnog ventila gasnke turbine;

Ime i prezime:

- 30 -


Slika 3.34. – Shema načina rada dizel motora sa sistemom za ubrizgavanje goriva sa stalnim pritiskom (Common Rail) BOSCH EDC 15C. 1. visokopritisna pumpa goriva; 2. element za gašenje motora na visokopritisnoj pumpi goriva; 3. ventil za kontrolu pritisaka goriva; 4. filter goriva; 5. rezervoar goriva sa grubim filterom i dobavnom pumpom goriva; 6. kompjuter; 7. kontrolna jedinica za uključenje grejača kompresorskog prostora; 8. akumulator; 9. zajednički visokopritisni vod goriva (Common Rail); 10. senzor pritisaka goriva u Common Railu; 11. ograničivač protoka prema brizgaljci 12. rasteretni ventil za regulaciju pritisaka u Common Railu 13. senzor temperature goriva; 14. brizgaljka; 15. grejač kompresorskog prostora; 16. senzor temperature rashladne tečnosti motora; 17. senzor brzine obrtaja motora; 18. senzor brzine obrtaja bregastog vratila; 19. senzor položaja (brzine obrtaja) bregastog vratila; 20. senzor pritisaka u usisnoj grani; 21. senzor masenog protoka vazduha u motor sa senzorom temperature usisanog vazduha; 22. uređaj za predsabijanje motora (gasska turbina – turbo); 23. kontrolni ventil pneumatskog EGR ventila; 24. kontrolni ventil rasteretnog ventila gasske turbine; 25. vakuumska pumpa EGR ventila i rasteretnog ventila gasske turbine; 26. komandna tabla vozila; 27. elektronska papučica akceleratora; 28. prekidač aktiviranosti kočnica; 29. prekidač uključenosti spojnice; 30. senzor brzine kretanja vozila; 31. jedinica za kontrolu uređaja za održanje konstantne brzine kretanja vozila; 32. jedinica za kontrolu klima-uređaja vozila; 33. jedinica za uključivanje grejača i pokretanje motora; 34. dijagnostički priključak as ispitnim uređajem za serijsku dijagnostiku;

Ime i prezime:

- 31 -


Slika 3.35- Sistemi za ubrizgavanje dizel goriva. a)- Sistem pumpa –vod – brizgaljka VP44, b)- Sistem Common rail CRS, c)-Sistem pumpa-brizgaljka UIS, d)- Unit- pumpa UPS

Slika 3.36.- Upravljanje Comon reil sistemom sa elektronskom regulacijom

Ime i prezime:

- 32 -


Slika 3.37.- Principijelna shema akumulatorskog ubrizgavanja dizel goriva (common rail)

Slika 3.38.- Najnoviji piezo-električnih brizgaljki 3 i 4 –te generacije

Ime i prezime:

- 33 -


Slika 3.39.- Prikaz sistema pumpa brizgač 1. Stablo; 2. Povratna opruga; 3. Klip; 4. Telo pumpe; 5. El. Priključak; 6. Magnet ; 7. Kompenzujuća opruga; 8. Telo EM ventila; 9. Armatura (kotva); 10. Namotaj solenoida; 11. Povratni vod; 12. Zaptivni prsten; 13.Ulazni vod goriva; 14. Šipka iglice; 15. Sedište iglice; 16. Zaptivni disk; 17. Komora; 18. Iglica; 19. Steznačaura; 20. Nosač iglice; 21. Cil. Glava; 22. Opruga iglice brizgala; 23. Klip akumulatora; 24. Komora akumulatora; 25. Komora visokog pritiska; 26. Iglica solenoidnog vential; 27. Breg; 28. Klackalica

Slika 3.40.- Dijagram promene količine ubrizganog goriva u funkciji pritiska ubrizgavanja i vremena trajanja ubrizgavanja

Ime i prezime:

- 34 -


Slika 3.41.- Rotacione common rail pumpe i Common Rail Injector goriva

Slika 3.42.- Diesel Fuel Injection Tech Bosch Cp3 Common Rail Pump

Slika 3.43.a) - Unit Injector System (UIS); b) - Unit Pump System (UPS); c) Single-cylinder injection pumps

Slika 3.44.- Tipovi pumpa-brizgaljka: UIS 30, 31, 32

Ime i prezime:

- 35 -


Slika 3.45.- Princip rada brizgača sa EM pobudom (Common Rail sistem) a) pasivno stanje; b) otvaranje brizgača; c) zatvaranje brizgača 1. povratni vod; 2. namotaj; 3. kotva; 4. kuglica ventila; 5. komora EM ventla; 6. iglica brizgača; 7. mlaznica; 8. prigušni sisak na vodu za rasterećenje9. priključak VVP; 10. prigušni sisak; 11. šipka iglice.

Slika 3.46. - Laserom izrađene brizgaljke sa više od sto rupica prečnikaa stotog dela milimetra omogućuje homogeno sagorevanje dizel goriva, bez stvaranja čađe i azotnih oksida kao i dodatno dodatno smanjenje potrošnje Slika 3.38.- Disperzija ubrizgane magle goriva

Ime i prezime:

- 36 -


Slika 3.47.- Pumpa-brizgaljka

Slika 3.48-.Poprečni presek dobavne pumpe za napajanje goriva 1. rotor; 2. pumpno kolo; 3. elektro motor; 4. kućište Slika 3.49.- Prikaz načina ugradnje potapajuće pumpe za napajanje gorivom 1. prečistač; 2. pumpa; 3. usisni vod; 4. regulator pritiska; 5. senzor nivoa; 6. usisna korpa

Ime i prezime:

- 37 -


Slika 3.50. – Komore za sagorevanja 1 – postupak sa predkomorom, 2 – postupak sa vrtložnom komorom, 3 – direktno ubrizgavanje, 4 –grejač

TOPLOTNI PRORAČUN DIZEL MOTORA

Slika a) Indikatorski dijagram b) Dijagram temperature pritiska u pojedinim taktovima radnog ciklusa

Ime i prezime:

- 38 -


Slika c).Dijagrami obrtnog momenta (Nm) i snage u zavisnosti od broja obrtaja kolenastog vratila

1. Izbor polaznih parametara: Imajući u obzir vrstu motora, namenu i dr., usvajam sledeće parametre: 1.1. Stanje okoline:  Atmosferski pritisak: 

p0 = 0.98 (bar). Temperatura okoline: t = 17 (0C), T0 = 273 + 17 = 290 K.

1.2. Stepen sabijanja: ε = 18,5. 1.3. Broj obrtaja kolenastog vratila: n = 6200 (o/min). 1.4. Maksimalna snaga motora: P = 75 (kW). 1.5. Temperatura vazduha pri ulasku u cilindar: Ts = T0 + ΔT = 290 + 10 = 300 K. 1.6. Pritisak vazduha pri ulasku u cilindar: 1.7. Temperatura zaostalih gasova:

ps = p0 – Δp = 0.98 – 0.005 = 0.975 (bar). Tr  23000/(ε + 16) =23000/(18,3 + 16) = 670,554K.

1.8. Pritisak zaostalih gasova u cilindar: pr = 1.05 * p0 = 1.05 * 0.98 = 1.03 (bar). 1.9. Eksponent politrope sabijanja: n1 = 1.41 – 100/n =1.41 – 100/4000 = 1,385 Ime i prezime:

- 39 -


1.10. Eksponent politrope širenja: n2 = 1.22 + 130/n = 1.22 + 130/4000 = 1,256 1.11. Koeficijenat iskorišćenja toplote u toku sagorevanja: ξ = 0.75. 1.12. Koeficijenat „produvavanja“: ς = 0.9. 1.13. Maseni sastav goriva: gc = 0.858 (kgC/kg.gor.), gO2 = 0.004 (kgO2kg.gor.)

gH2 = 0.132 (kgH2/kg.gor.). gS = 0.006 (kgS/kg.gor.).

1.14. Donja toplotna moć goriva: Hd = 33913 * gC + 125604 * gH2 + 10885 * (gO2 – gS). Hd = 33913 * 0.858 + 125604 * 0.132 + 10885 * (0.004 – 0.006). Hd = 42500 (kJ/kg.gor.).

2. Izračunavanje parametara na kraju usisavanja: 2.1. Koeficijenat viška vazduha:

 = 1.5.

2.2. Koeficijent punjenja cilindra: ' V 

 p T0 p  1    s     n1  n1  1  r   Ts n1     1  p 0 p0 



290 1 1.03   0.975    18,3  1.385  1.385  1   0,96 300 1.385  18,3  1  0.98 0.98 

2.3. Koeficijenat zaostalih gasova: r   

p r T0   p 0 Tr

 0.9 

1 V     1



'

1.03 290 1    0,0245 0.98 670,554 0.959  18,3  1

2.4. Pritisak na kraju usisavanja: pa  

 1  n1     1  1 

 pr  n1  p0     1 ' V  

 1  1.382  17.8  1  1 

 0.975 (bar) Ime i prezime:





ps     p0  



 1.03  1.382  0.98  17.8  1  0.959 

0.975     0.98  

- 40 -


2.5. Temperatura gasova u cilindru na kraju usisavanja: T0 p  Ta    a  1   r  ' V   1 p0 290 17.8 0.975    1  0.025  0.959 17.8  1 0.98





310.85 K.

3. Izračunavanje parametara na kraju sabijanja: 3.1. Pritisak na kraju sabijanja: pc  pa   n1  0.975  17.81.382 

 52.163 (bar)

3.2. Temperatura na kraju sabijanja: Tc  Ta   n1 1  310.85  17.81.3821  934.307 K



4. Izračunavanje parametara na kraju sagorevanja: 4.1. Teorijska količina vazduha potrebna za sagorevanje: L0  gC 12  g H 2 4  g O2 32  1 / 0.21 





  0.858 / 12  0.132 / 4  0.004 / 32   1 / 0.21 

 0.497 (kmol vaz./kg gor.)

4.2. Stvarna količina vazduha potrebna za sagorevanje 1 kg goriva: L    L0  1.5  0.497 

 0.745 (kmol vaz./ kg gor.)  M1

4.3. Sastav produkata sagorevanja:

M CO2  gC / 12  0.858 / 12  0.0715 (kmol CO2/kg gor.)

M H 2 O  g H 2 / 2  0.132 / 2  0.066 (kmol H2O/kg gor.) M N 2  0.79  L  0.79  0.745  0.589 (kmol N2/kg gor.) M O2  0.21  1     L0  0.21  1  1.5  0.497 

 - 0.052 (kmol O

2

kg gor.)

4.4. Ukupna količina produkata sagorevanja:

M 2  M 1  g H 2 / 4  g O2 / 32  0.745  0.132 / 4  0.004 / 32 

 0.779 (kmol pr. s/kg.gor)

Ime i prezime:

- 41 -


4.5. Hemijski koeficijenat molekularne promene pri sagorevanju:  0  M 2 / M 1  0.779 / 0.745  1.044 4.6. Stvarni koeficijenat molekularne promene:

    0   r  / 1   r   1.044  0.025 / 1  0.025  1.043

4.7. Srednja specifična molarna toplota vazduha u cilindru pre sagorevanja: vaz . Tc 3 * Tc  19.68  2.51* 10 3 * 934.307  T 0  19.68  2.51* 10 C Vm 22.025(kJ/kmol0K)



4.8. Srednja specifična molarna toplota produkata sagorevanja u intervalu T0 do Tz:. Koristeći Daltonove jednačine za mešavine za oblast do temperature na kraju sagorevanja T z, srednja molarna specifična toplota produkata sagorevanja računa se približno po jednačini: .s. C pr Vm

Tz T0







H 2O 2 *M  1 / M pr.s. * c CO * M H 2O  CO 2  c V V



 cV 2 * M N 2  cV 2 * M O2  1 / 0.779  N

O

  24.94  4.596  10  21.061  1.683  10  19.202  1.750  10



 40.542  2.428  10 3  T z  0.0715  3



 T z  0.066 

 3  Tz     0.052  

3

 Tz  0.589

=23.2 + 2.01*10 3 *Tz.

4.9. Srednja specifična molarna toplota produkata sagorevanja pri konstantnom pritisku: pz =const.: .s C pr pm

Tz T0

.s.  8.315  C pr Vm

Tz T0



 8.315  23.2  2.01* 10 3 * Tz  31.515  2.01* 10 3 * Tz

4.10. Srednja specifična molarna toplota pri sagorevanju za pretpostavljenu vrednost temperature na kraju sagorevanja Tz = 1900 K (kreće se u granicama 1700...2200 K). !! CVm  23.2  2.01* 10 3 * ( T z  Tc ) / 2 

 23.2  2.01* 10 3 * ( 1900  934.307 ) / 2 

 26.12 (kJ/kmol K).

 

4.11. Eksponent adijabate:

! "  26.12  8.315 / 26.12  1.32 k  CVm  8.315 / CVm  Ime i prezime:

- 42 -


4.12. Stepen predhodnog širenja: (za: k-n2).   1  ( 1.1  0.13 *  ) * ( 0.615  0.31* k ) * ( k  n2 ) 

 1  ( 1.1  0.13 * 17.8 ) * ( 0.615  0.31* 1.32 ) * 0.06  1.21

4.13. Stepen porasta pritiska u toku sagorevanja:

1  =

1

 * Hd

M1 * (1   r ) * Ta * C"Vm *  n1 1 *   k *   (k  1) 0.75 * 42500

0.745 * ( 1  0.025 ) * 310.85 * 26.12 * 17.81.3821 * 1.043 1.32 * 1.21  ( 1.32  1 )

 2.28

4.14. Temperatura gasova u cilindru na kraju sagorevanja: *

Hd vaz.  C Vm M1 * (1   r ) .s.   * C pr pm

Tz T0

Tc *(Tc T0

 T0 )  8.315 * ( * Tc   * T0 ) 

*(Tz  T0 )

42500  22.025 * ( 934.307  290 )  0.745 * ( 1  0.025 )  8.315 * ( 2.28 * 934.307  1.043 * 290 ) 

0.75 *

 1.043 * ( 31.515  2.01* 10 3 * Tz ) * ( Tz  290 ) 71109 .8  9139.35  32.87Tz  2.01  10 3  Tz2 2.01  10 3  Tz2  32.87  Tz  80249.15  0 Tz 

 32.87  ( 32.87 ) 2  4 * 2.0 * 10 3 * ( 80249.15 )

 2254.87 K

2 * 2.01* 10 3



4.15. Pritisak gasova na kraju sagorevanja u cilindru: p z    pc  2.28  52.163  119.00 (bar)

4.16. Stepen širenja u toku sagorevanja

Ime i prezime:

- 43 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 

Vz  T 1.043 2254.87  * z  *  1.104 Vc  Tc 2.28 934.307

5. Stanje radnog medijuma na kraju procesa širenja: 5.1. Pritisak radnog medijuma na kraju procesa širenja: pb  p z * (  /  ) n2  119 .00 * ( 1.104 / 17.8 )1.256  3.62 (bar) 5.2. Temperatura radnog medijuma na kraju procesa širenja: Tb  Tz * (  /  ) n2 1  2254.87 * ( 1.104 / 17.8 )1.2561  1106.26 K

6. Radni parametri motora: 6.1. Srednji indikatorski pritisak motora: p si 

p c   *    *   *    1  *  1    1  n 2  1     

n 2 1 



 

1 1   *  1  n 1  n1  1   1 

2.28 * 1.104   1.104  *  1   1.256  1  17.8  



52.163 * 17.8  1



   1 1    10.86 (bar) *  1  1.382  1  17.81.382 1  

 2.28 * 1.104  1  



  



1.256 1

  

6.2. Srednji indikatorski pritisak zaobljenog dijagrama: pi  0.95  pis  0.95  10.86  10.32 (bar) 6.3. Karakteristike vazduha: 6.3.1. Gustina vazduha:



 v  1.2 kg m 3



6.3.2. Molarna masa vazduha:

 v  28.964 kg kmol

6.3.3. Gasna konstanta vazduha: R v  287.08 J kgK 

6.3.4. Minimalna količina vazduha potrebna za sagorevanje 1 kg vazduha: l 0   v * L0  28.964 * 0.497  14.395 (kg.vaz./kg.gor.) 6.4. Specifična indikatorska potrošnja goriva: Ime i prezime:

- 44 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus g i  36000 *

 vaz v 1.2 0.959 *  36000 * *  l0  * pi 14.395 1.5 * 10.32

 185.67 (gr.gor./kWh)

6.5. Indikatorski stepen iskorišćenja motora: i 

36 * 10 5 36 * 10 5   0.45 g i * H d 185.67 * 42500

7. Izračunavanje parametara koji karakterišu rad motora: 7.1. Mehanički stepen korisnosti: m   0.750.85 usvajam  m  0.8 7.2. Srednji efektivni pritisak:

p e   m * p i  0.8 * 10.32 

8.26 (bar)

7.3. Efektivni stepen korisnosti:

 e   i *  m  0.45 * 0.8  0.36

7.4. Specifična efektivna potrošnja goriva: g e  g i /  m  185.67 / 0.8  232.08 (gr/kWh)

8. Određivanje osnovnih dimenzija motora: 8.1. Potrebna ukupna radna zapremina: Vhu 

300 *  * PE 300 * 4 * 85   3.43 (dm3) = 3.43 (l) pe * n 8.26 * 3600

8.2. Litarska snaga motora:

VL  PE / Vhu  85 / 3.43  24.78 (kW/l)

8.3. Radna zapremina jednog cilindra: Vh  Vhu / i  3.43 / 4  0.86 (dm3) 8.4. Osnovne dimenzije: D i S: Za usvojenu karakteristiku odnosa hoda i prečnika klipa:   S / D  1.33 Prečnik klipa: D3

Ime i prezime:

4 * Vh 3 4 * 0.86   0.94 (dm) *  * 1.33

- 45 -


Hod klipa:

S    D  1.33  0.94  1.25

(dm)

8.5. Provera radne zapremine cilindra:

(dm3)  0.86 (dm3). Odstupanje radne zapremine je zanemarljivo. Usvajam standardne vrednosti za hod i prečnik klipa: Vh    D 2  S / 4    0.94 2  1.25 / 4  0.86

S  124 (mm)

D  94 (mm)

8.6. Kontrola srednje brzine klipa: c m  S  n / 30  124  3600 / 30  14.88

(m/s)

9. Kinematika i dinamika motornog mehanizma

Slika 9.1.- Motorni mehanizam

Ime i prezime:

- 46 -


Ime i prezime:

- 47 -


Ime i prezime:

- 48 -


9.2. Sile pritiska gasova i inercijalne sile motornog mehanizma

Slika 9.2.- Sile pritiska gasova i inercijalne sile motornog mehanizma

Ime i prezime:

- 49 -


Ime i prezime:

- 50 -


Dijagrami dizel ciklusa

Ime i prezime:

- 51 -


Ime i prezime:

- 52 -


Ime i prezime:

- 53 -


Ime i prezime:

- 54 -


Ime i prezime:

- 55 -


Pritisak u cilindru, p(bar)

3000

100

2000

50

1000

0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

3

0.5

0.6

Temperatura u cilindru motora, (K)

Promena zapremine, pritiska i temperature u cilindru motora

150

0 0.7

Temperatura u cilindru motora, T(K)

Zapremina u cilindru, V(dm )

2500 2000 1500 1000 500 0 150 100 50 Pritisak, p(bar)

Ime i prezime:

0

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Zapremina u cilindru motora, V(m 3)

- 56 -


10. Delovi motora

Slika 10.1.- Delovi motornog mehanizma: Kolenasto vratilo, Klip, Osovinica, Osigurači osvinice od aksijalnog pomeranja (Segerovi prstenovi), Cilindar, Klipni prstenovi,

Slika10.2.- Klipovi

Slika 10.3.- Delimični preseci karakterističnih klipova

Ime i prezime:

- 57 -


Slika 10.4.- Delovi klipa

Slika 10.7. Mokra i suva cilindarska košuljica

Slika 10.6.-Klipni prstenovi (karike)

Ime i prezime:

- 58 -


Slika 10.8.- Položaj ugradnje i tipovi kliznih ležajeva

Ime i prezime:

- 59 -


Slika 10.9.a- Sklop glave motora. b.- Blok motora

Slika 10.10.- Sklop i delovi razvodnog mehanizma

Ime i prezime:

- 60 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 11. SISTEMI MOTORA ZA SNABDEVANJE VAZDUHOM

Ime i prezime:

- 61 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 11.1.-. Roots turbo kompresor za sabijanje vazduha , "Roots" kompresor

Slika 11.2- Princip rada kompresora sa "dva vijka" Slika 11.3.- Izgled I odnos masa i zapremine motora bez i sa turbokompresorom

Ime i prezime:

- 62 -


Slika 11.4.- Centrifugalni punjači vazduha G- punjači Izgled impelera

Ime i prezime:

- 63 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika. 11.5. - Konstrukcija i pogon spiralnog punjača (koncern VAG) . Izgled G punjača

Slika 11.6.- Usisavanje svežeg vazduha; 2. Izduvavanje komprimovanog vazduha; 3. Interkuler – hladnjak komprimovanog vazduha; 4. Usisni ventil; 5. Izduvni ventil; 6. Ulaz izduvnog gasa u kućište turbine; 7. Izlaz izduvnog gasa

Ime i prezime:

- 64 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 11.7.-Dijagram toka vazduha i izduvnih gasova i motoru

Slika 11.9.-Snabdevanje motora vazduhom

Ime i prezime:

- 65 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 11.8.-Karakteristike motora sa i bez Turbo-kompresora

Ime i prezime:

- 66 -


Slika 11.10.- a) - Sistem za napajanje motora vazduhom; b) - Regulacija količine vazduha sa promenljivom geometrijom polo\aja lopatica radnog kola turbine 1 – veza sa vakuumskom pumpom; 2 – opruga za povratak – zatvaranje ventila; 3 – membrana ventila; 4 – izvršni ventil; 5 – usisna cev; 6 – spoj sa izduvnom cevi.

Slika 11.12.- Položaj i delovi EGR ventila Slika 11.13. – Shematski prikaz preseka i izgled (na snimku) pneumatskog EGR ventila

12.SISTEM ZA RAZVOD RADNE MATERIJE

Ime i prezime:

- 67 -


Slika 12.- motor HONNDE sa i- VTEC razvodom Ime i prezime:

- 68 -


Slika 12.1.- Elementi pogona bregastog vratila: a.-Pogom zupčastim prenosnikom b.- Pogon bregastog vratila zglobnim lancem (levo) i zupčastim kaišem (desno): 1 – lančanik bregastog vratila, 3 – lančanik kolenastog vratila, 2 – lanac, 4 – zatezač, 5 – klizne vođice. c.-Pogon kaišnim prenosnikom.

Slika 12.2.- Sistem ventilskog razvoda konvencionalnog tipa sadrži sledeće komponente: 1.-Ventilski sklop, 2.-Bregasto vratilo, 3.-Elementi pogona bregastog vratila, 4.-Elementi za prenos pogona od brega do ventila (podizač, šipka podizača, klackalica), 5.-Elementi za regulaciju zazora ventila.

Ime i prezime:

- 69 -


Slika 12.3.- Viseći ventili: a) bregasto vratilo u bloku; b), c) i d) bregasto vratilo u glavi.

Slika 12.4.- Upravljanje visećim ventilima. Levo:Lanac razvodnog mehanizma Desno: Lančani pogon dvaju bregastih vratila u glavi

Ime i prezime:

- 70 -


Slika 12.5.- Delovi sistema razvodnog mehanizma:a) sa lančanim, b) sa kaišnim prenosom

Slika 12.6. Položaji ventila u cilindru motora

Slika 12.7. a-Ventili hlađeni natrijumom, b- Glavne dimenzije ventila i sedišta ventila, c- Delovi ventilskog sklopa

Ime i prezime:

- 71 -


Slika 12.8.a.-Glavni delovi ventilskog sklopa (levo), b.- Raspored usisnih i izduvnih ventila kod motora sa 4, 3, i 2 cilindra (desno)

Slika 8.12.- V-TEC Hondin sistem promenljive faze otvaranja ventila

Slika 12.10. Elektro magnetni razvodni mehanizam

Ime i prezime:

- 72 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 12.1. Goriva maziva i ulja iz sirove nafte

Slika 12.10.- Proizvodnja gorivai maziva i ulja iz sirove nafte

Definisane su dve serije viskoznih gradacija: sa oznakom "W" i bez te oznake. Ulja sa oznakom "W" predstavljaju monogradna ulja za zimske uslove rada (zimska ulja: SAE 10W, SAE 20W). Ova ulja moraju obezbediti dovoljno nisku viskoznost na niskim temperaturama da bi se motor pokrenuo i da ulje krene u cirkulaciju nakon startovanja motora. Ulja bez oznake "W" predstavljaju monogradna ulja za letnje uslove rada (letnja ulja: SAE 30, SAE 40, SAE 50). Kombinovanjem dve viskozne gradacije dobijaju se multigradna ulja koja zadovoljavaju kako letnje tako i zimske uslove rada (SAE 15W-40, SAE 10W-40) Multigradna motorna ulja, zbog korišćenja u toku cele godine, sadrže polimerne aditive od kojih je najvažniji modifikator indeksa viskoznosti. U motorna vozila drumskog saobraćaja, danas se većinom primenjuju multigradna ulja. Njihova oznaka sadrži dve brojke, primer, SAE 10W-50. Oznaka W (Winter - zima) opisuje tečenje ulja kod niskih temperatura. Oznaka viskoznosti (10), ispred slova W, određuje se prema najvećoj viskoznosti kod niskih temperatura ( tab.6. 1) odnosno prema gornjoj granici temperature pumpanja. Druga brojka (50) prestavlja viskozitet kod 100 0C. Prema tome, ulje SAE 10W-50 se kod niskih temperatura ponaša kao "retko" ulje SAE 10W a kod visokih temperatura kao "gusto"ulje SAE 50.

Slika 12.11.- Tehnološki postupak proizvodnje motornih ulja

Ime i prezime:

- 73 -


Slika 12.12- Viskoznost motornih ulja u zavisnosti od temperature

Važna osobina benzina je njegova isparljivost, ĉak i na niskim temperaturama. Ona utiĉe na brzinu i kvalitet pripreme smeše, a naročito na start motora. Pri normalnom sagorevanju benzina u cilindru motora, brzina prostiranja plamena pri sagorevanju smeše iznosi od 25 do 40 m/sec. Veća brzina sagorevanja doprinosi poboljšanju odvijanja radnog ciklusa, a samim tim i vrednosti njegovog stepena korisnosti. Međutim, pri povećanju stepena sabijanja radne smeše brzina prostiranja fronta plamena može naglo porasti, tako da dođe do pojave detonacije. Detonacija je naglo, burno sagorevanje jednog dela smeše koji se nalazi ispred fronta plamena, pri čemu dolazi do povećanja brzine sagorevanja čak do 2000 m/sec. Detonacija dovodi do pogoršanja procesa sagorevanja, izaziva udare koji mogu da dovedu i do loma pojedinih elemenata motora. Otpornost goriva, prema pojavi detonacije se definiše oktanskim brojem. Za merenje otpornosti goriva prema detonaciji, odnosno za odredjivanje vrednosti oktanskog broja koriste se danas posebni jednocilindriĉni motori kod kojih je moguće u toku ispitivanja menjati stepen kompresije. Pri tome se kao etalon gorivo koristi smeša izooktana C8H18, koji je veoma otporan prema detonaciji (oktanski broj 100) i normalnog heptana C7H16 koji je potpuno neotporan prema detonaciji (oktanski broj 0). Pod oktanskim brojem goriva podrazumevamo sadržaj izooktana u zapreminskim procentima one smeše, koja je po detonacionim svojstvima ista, kao i ispitivano gorivo. Što je viši oktanski broj, to je gorivo otpornije prema detonaciji, te je moguć veći stepen sabijanja. Za povećanje oktanskog broja benzinu se dodaju specijalne supstance tzv. antidetonatori (tetraetil olova, tetrametil olova itd.). Samim tim se omogućuje veći stepen sabijanja, a time i veća ekonomiĉnost i snaga motora. Postoji više metoda za odredjivanje oktanskog broja u zavisnosti od vrste i namene goriva. U našoj zemlji se koriste dve vrste benzina: premium (86-88 oktana) i super (97-99 oktana).

Ime i prezime:

- 74 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Pored već navedenih, važne osobine benzina su temperatura samozapaljenja (temperatura do koje treba zagrejati gorivo u prisustvu vazduha, da bi se ono zapalilo samo od sebe i dalje sagorevalo), granice upaljivosti (donja-granica siromaštva smeše kada je toliko razredjena sa vazduhom da ne postoji mogućnost njenog upaljenja i gornja-granica bogatstva smeše, kada je ona toliko bogata da ne postojidovoljno kiseonika za njeno sagorevanje). Kod oto motora je takodđe važna temperatura samopaljenja, kako se u procesu sabijanja ne bi stvorila mogućnost samoupaljenja goriva smese ili pojava detonacije ispred fronta plamena. Njena vrednost iznosi oko 500°C za benzin. Postojanost benzina kod niskih temperatura je veoma velika. Tek ispod -100°C nastupa promena agregatnog stanja. Međutim, ukoliko se voda nalazi u benzinu, nastupa smanjenje postojanosti benzina na niskim temperaturama. Pored toga voda štetno deluje korozijom na materijale od kojih je sagradjen motor i njegovi agregati. Sumpor takođe veoma štetno deluje na materijal motora, te sadržaj sumpora u benzinu ne bi smeo da pređe 0,2 %. U dizel motorima se upotrebljavaju razliĉita dizel goriva u zavisnosti od vrste i namene motora. Toplotna moć dizel goriva se kreće od 42000 do 44000 kJ/kg. Zahtevi koji se postavljaju pred dizel goriva su dosta razliĉita u odnosu na benzin. Najvažnije karakteristike dizel goriva su sklonost ka samoupaljenju, temperatura samoupaljenja, viskoznost, sposobnost stvaranja koksa, temperatura stinjavanja, sadržaj sumpora i neĉistoća u gorivu. Kao pokazatelj sklonosti dizel goriva ka samoupaljenju koristi se cetanski broj. Određuje se u specijalnim opitnim motorima uz pomoć etalon goriva. Kao etalon gorivo služi mešavina cetana C16H34 (cetanski broj usvojen 100), kao veoma sklon samoupaljenju i alfa-metinaftalina C11H10 sa vrlo malom sklonosti ka samozapaljenju (cetanski broj usvojen 0). Procenat cetana u onoj smeši sa alfa-metilnaftalinom, koja pokazuje isto zakašnjenje paljenja, odnosno dužinu perioda pritajenog sagorevanja (vremena koje protekne od momenta kada zapoĉne ubrizgavanje goriva do momenta kada nagli porast pritiska manifestuje burnije sagorevanje) , kao i ispitivano gorivo u opitnom motoru, predstavlja cetanski broj. Što je viši cetanski broj, to je lakša samopaljivost goriva, a samim tim, pri ostalim istim uslovima, mirniji je bešumniji rad. Temperatura samoupaljenja treba da bude što niža kako bi se obezbedilo sigurno samoupaljenje goriva, naroĉito kod hladnog motora pri niskim spoljnim temperaturama. Za dizel goriva ta temperatura se kreće oko 330°C. To je veoma važna osobina zbog kvaliteta ubrizgavanja goriva i njegovog raspršivanja, naroĉito pri niskim temperaturama. Kao karakteristika savršenosti sagorevanja i sklonosti dizel goriva na stvaranje dima i ĉađi u produktima sagorevanja služi tzv. koksni broj, koji pokazuje koliĉinu koksa (u težinskim procentima) dobijenu pri zagrevanju goriva u specijalnim aparatima bez prisustva vazduha. Dizel goriva imaju tu vrednost od 0,1 do 0,3. Temperatura stinjavanja (data u tablici 2.1) predstavlja temperaturu kod koje dizel gorivo više ne teĉe, ĉak ni u sudu pod uglom od 45° u toku jednog minuta. Visoke vrednosti te temperature nisu povoljne, jer zgusnuta goriva veoma teško cirkulišu kroz elemente napajanja, otežano je filtriranje i može doći ĉak do prestanka rada motora. Pojava sumpora u dizel gorivu, kao i prisustvo vode i mehaniĉkih primesa može da dovededo pojave korozije, oštećenja i začepljenja elemenata za ubrizgavanje goriva, te se o tome mora posebno voditi računa.

Ime i prezime:

- 75 -


13. SISTEMI ZA PODMAZIVANJE MOTORA

Slika 13.1.- Sistem za podmazivanje 4-ro taktnog 4- ro cilindričnog linijskog motora sus

Ime i prezime:

- 76 -


Slika 13.2.- Principijelna shema instalacije sistema za podmazivanje motora sus

Slika 13.3.- Principijelna shema instalacije za podmazivanje sa hladnjakom ulja . Slika 13.4.- Raspored instalacije za podmazivanje motora sus

Slika 13.5.- Šema osnovnih uređaja i toka ulja pri podmazivanju sa mokrim koritom 1 – usisna korpa, 2 – cev, 3 – pumpa za ulje (usisno-potisna), 4, 6 – prelivni ventil, 5 – fini prečistač, 7 – hladnjak, 8 – manometar, 9 – glavna magistrala i ogranci, 10 – regulator pritiska u instalaciji, 11 – cev, 12 – ručna pumpa, 13 - slavina Slika 13.6.- Shematski prikaz sistema za podmazivanje sa mokrim koritom i hladnjaakom ulja 1.- Usisna korpa sa sitom; 2.- Uljna pumpa; 3.- Regulator pritiska ulja (prelivni ventil); 4.- Prečistač ulja; 5.- Davač temperature ulja; 6.- Davač pritiska ulja; 7.- Fini prečistač ulja; 8.- Termostat ulja; 9.- Hladnjak ulja; 10.- Glavna uljna magistrala;11.- Kanal za dovod ulja u oslonačke ležajeve kolenastog vratila; 12.- Kanal u kol. vratilu za dovod ulja u leteće ležajeve;

Ime i prezime:

- 77 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 13.- Kanal za odvod ulja u ležajeve breg. vratila; 14.- Kanal za dovod ulja u klackalice ventila; 15.- Podmazivanje cilindra prskanjem ulja; 16.- Čep za nalivanje ulja u motor; 17.- Merač nivoa ulja

Slika 13.7-a)- Šema instalacije za podmazivanje motora sa suvim koritom 7 – hladnjak, 10 – fini prečistač i prelivni ventil, 14 – usisna pumpa za ulje, 16 – rezervoar ulja, 17 – potisna uljna pumpa, 18 – fini prečistač Slika 13.7-b)- Načelna shema uređaja za podmazivanje sa suvim karterom kod letilice klipnog bokser-motora sa horizontalnim cilindrima, i s udvojenim instrumentima (Termometar i manometar ulja) u pilotskoj kabini.

Slika 13.8.- Podmazivanje V- motora sa suvim karterom i sa više crpnih pumpi

Ime i prezime:

- 78 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Sistem sa punim protokom ulja kroz filter Sistem sa delimičnim protokom ulja kroz filter Slika 3.9.- Sistemi podmazivanje motora sa potpunim i delimičnim protokom ulja kroz filter

Slika 13.10.- Protok ulja kroz filter u zavisnosti od položaja filtera u sistenu za podmazivanje motora sus

Slika 13.11.- Filteri za ulje sa umetkom za puni protok ulja i sa by- pass umetkom

Ime i prezime:

- 79 -


Slika 13.12.- Filteri za ulje sa delimičnim presecima različitim položajem protočnog ( by-pass) ventila

Uljni filter sa by-pass Uljni filter sa by-pass ventilom u donjem delu ventilom u gornjem delu Normalni protok ulja kroz filter

Ime i prezime:

Uljni filter sa by-pass Uljni filter sa by-pass ventilom u donjem delu ventilom u gornj. delu Protok ulja kroz by-pass ventil

- 80 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 13.13.- Protok ulja kroz filter

Slika 13.14.—Ekscentar pumpa za ulje (krilna pumpa). 1 -- telo pumpe, 2 -- ekscentrično postavljen rotirajući valjak rotor, 3 – osovina - vratilo pumpe, 4 - pomerljiva krilca pumpe, 5 opruga koja obezbeđuje pritiskanje krilaca uz cilindar pumpe, 6 - usisni vod, 7 - potisni vod pumpe

Slika 13.15.- Zupčasta pumpa sa spoljnim ozubljenjem: 1 – telo pumpe, 2 – vođeni zupčanik, 3 – vodeći zupčanik 1 – telo pumpe, 2 – spoljni rotor, 3 – unutrašnji rotor Slika 13.16.- Prikaz principa rada cirkulacione pumpe za podmazivanje. 1 - ulaz ulja u pumpu - zahvatanje ulja u međuzublje 2 - transport ulja kroz pumpu 3 - potiskivanje ulja

Slika 13.17.- Zupčasta pumpa sa unutrašnjim ozubljenjem

Ime i prezime:

- 81 -


Slika 13.18.- Karter motora sa pratećim elementima

Slika 13.19.- Raspored kolena kolenastog vratila sa otvorima za dovod ulja do glavnih i letećih rukavaca

Ime i prezime:

- 82 -


Slika 13.20.- Delovi motornog mehanizma i ventilskog razvoda koji se podmazuju

Slika 13.21.- Položaj delova sistema za hlađenje motora

Slika 13.22.- Gubici energije u teretnim motornim vozilima Slika 13.23.- Klasičan tok energije u savremenim oto motorima sus

Ime i prezime:

- 83 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 14. SISTEMI ZA HLAĐENJE MOTORA

Slika 14.1.- Osnovni delovi sistema za hlađenje savremenih motora

Slika 14.2.- Tok rashladne tečnosti u sistemu hlađenja motora i grejanja kabine vozila

Ime i prezime:

- 84 -


Slika 14.3.- Otvoreni sistem hlađenja motora

Slika 14.4.- Zatvoreni sistem hlađenja motora 1. Cirkulaciona pumpa (centrifugalnog tipa); 2. Glavna cev za ravnomeran dovod rashladne tečnosti do svih cilindara; 3.Rashladni prostor u bloku motora; 4. Rashladni prostor u glavi motora; 5. Izlaz zagrejane vode iz glave; 6. Termostat; 7. Izmenjivač toplote – hladnjak; 8. Vod kratkog toka; 9. Ventilator; 10. Remenica za pogon pumpe; 11; Hladnjak ulja - opciono kod forsiranih motora; 12. Ekspanzioni sud koji skuplja pare tečnosti i nakon hlađenja vraća kondenzat u sistem; 13. Davač temperature (elektrorezistivni termistorskog tipa)

Skraćeni vod rashladne tečnosti u motoru Tok tečnosti kroz hladnjak motora Slika 14.5.- Shema toka rashladne tečnosti

Ime i prezime:

- 85 -


Siika 14.6. - Položaj ventila duplog dejstva na poklopcu hladnjaka. a) - povišen pritisak u sistemu, b)- podpritisak u sistemu

Slika 14.15.- Delovi hladnjaka sa poklopcem otvora za ulivanje rashladne tečnosti u hladnjak.

Ime i prezime:

- 86 -


Slika 14.7.- Shema sistema hlađenja i grejanja kabine motornih vozila

Slika 14.9.- Tok rashladne tečnosti u motoru za različita temeraturna stanja motora

Ime i prezime:

- 87 -


Slika 14.10.- Pumpe za rashladnu tečnost motora

Slika 14.11.-Pumpa za vodu

Ime i prezime:

- 88 -


Slika 14.12.- Položaj ventilatora u sistemu za hlađenje motor sus Slika 14.13.- Delovi hladnjaka i veza sa rezervnom posudom za rashladnu tečnost

Slika 14.16.- Tipovi termostata

Slika 14.17- Položaj termostata u motoru, i tok tečnosti kroz termostat

Slika 14.18- Presek Termostata. 1. Klip; 2. Sedište opruge i ventila; 3. Opruga; 4. Membrana: 5.Voštana masa; 6. Kućište termostata; 7. Poklopac termostata; 8. Otvor za ventilaciju

Ime i prezime:

- 89 -


Zatvoren

Delimično otvoren

Potpuno otvoren

Slika 14.19 - Shema funkcionisanja termostata (,,by pass") (stari tip termostata Juga 55). 1 - gornji ventil termostata, 2 - donji ventil termostata, 3 – cev za dovod vode iz hladnjaka,4 -priključak usisne cevi pumpe za tečnost, 5 - otvor za prolaz tečnosti iz glave cilindra u kućište termostata, 6 - povratno crevo za tečnost uređaja za grejanje karburatora, 7 - cev preko koje se potiskuje tečnost u hladnjaku

Slika 14.20.- Termostat u sistemu za hlađenje motora

Slika 14.21.- Termoelektrični termostat: 1) cilindarski blok, 2)izolator, 3) tečnost, 4) bimetalna pločica s akontaktom i navojem, 5) nepomični nosač kontakta

Ime i prezime:

- 90 -


Slika 14.22.- Termostat. 1 - Vod rashladne tečnosti ka hladnjaku; 2 –Dovod rashladne tečnosti iz glave i cilindarskog bloka; 3 –Vod rashladne tečnosti ka vodenoj pumpi (Bypass to pump) Slika 14.25.- Filteri za rashladnu tešnost motora

Slika 14.24.- Položaj filtera za rashladnu tečnost kod savremenih vozila.

Tabela br.1 Karakteristike rashladne tečnosti.

Tačka mržnjenja

Čista voda 0C/32F

50/50 C2H6O2/Voda -37C/-35F

70/30 C2H6O2/Voda -55C/-67F

Tačka ključanja

100C/212F

106C/223F

113C/235F

Slika 14.23 - Orebrenja na giavi i bloku motora sa vazdušnim hlađenjem

Ime i prezime:

- 91 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Karburatori

Slika Položaj leptira gasa a) pri hladnom startovanju motora, b) pri punom opterećenju motora

Slika

Ecotronic Carburator

15. SISTEMI ZA STARTOVANJE I PALJENJE MOTORA

Slika 15.1.- Sistemi za baterijsko paljenje oto motora

Ime i prezime:

- 92 -


Slika 15.2.- Potpuno elektronskibaterijski sistem paljenja bez razvodnika paljenja

Slika 15.3.- stator, 2. osovina rotora, 3. pogonski zupcanik, 4. zupcanik na zamajcu, 5. spojnica (bendiks), 6. dvokraka poluga, viljuska, 7.okretna tacka poluge (6), 8. electromagnet, 9.namotaji elektromagneta, 10. vod od prekidaca, 11. polovi strujnog kola, 12. kontakt pločica negativnog pola

Ime i prezime:

- 93 -


Slika 15.4.- Delovi sistema za startovanje motora

Slika 15.5.- .Baterijski sistem sa mehaničkim prekidačiem (konvencionalni sistem paljenja)

Ime i prezime:

- 94 -


Sl.3.15. Princip rada mehaničkog prekidača a) PREKIDAČ ZATVOREN b) VELIKI ZAZOR, MALI DWELL UGAO (ugao zatvorenosti kontakata prekidača) c) MALI ZAZOR, VELIKI DWELL UGAO

3.16. Prikaz rada centrifugalnog korektora ugla predpaljenja (korekcija u zavisnosti od broja obrtaja KV) 1. NOSEĆA PLOČA 2. BREGASTA PLOČA RAZVODNIKA 3. BREG TEGA 4. INERCIJALNA MASA (TEG) 5. VRATILO RAZVODNIKA 6. OSLONAC a) - OSNOVNI POLOŽAJ (STANJE MIROVANJA) b) - PLOŽAJ U RADU

Ime i prezime:

- 95 -


Slika 15.8.- Prikaz rada depresionog korektora ugla predpaljenja (korekcija u zavisnosti od promene opterećenja motora) Slika 15.9.- Indukcioni kalem

Ime i prezime:

- 96 -


Sika15.10. Prikaz konstrukcije svećice 1.

EL. PRIKLJUČAK 2. NAVOJ 3. OREBRENJE 4. IZOLATOR 5. TOPIVA MASA 6. CENTRALNA ELEKTRODA 7. KUĆIŠTE 8. METALNA ZAPTIVKA 9 IZOLATOR VRHA ELEKTRODE 10. VRH CENTRALNE ELEKTRODE 11. BOČNA ELEKTRODA

Sika 15.11.- Shema prenosa toplote kod svećice

Кондензатор Кондензатор има задатак да у себе кондензује примарну струју у тренутку растављања контаката прекидача, и да спречи варничење између полова прекидача, односно да омогући дужи век прекидачу. Он омогућава брзо прекидање примарног струјног кола што је услов за стварање секундарне струје високог напона. Без обзира на ово решење ипак долази у мањој мери до прескакања варнице са чекића на наковањ. Кондензатор се налази на разводнику чији је један пол спојен са масом а други са примарним струјним колом. Капацитет кондензатора се креће у границама од 0,15 – 0,25 µF. Уколико је кондензатор неисправан неће функционисати батеријско паљење јер неће бити омогућено нагло прекидање примарног струјног кола. Prednosti elektronskog u odnosu na klasično paljenje Iako se već u probnoj vožnji mogu konstatovati očigledna poboljšanja kod svih tipova automobila, može se reći da su pozitivni efekti ugradnje tranzistorskog elektronskog paljenja izraženiji kod vozila starijih godišta proizvodnje. Navodimo, u deset tačaka, prednosti koje ugrađeni elektronski uređaj obezbeđuje u eksploataciji automobila: 1. Smanjena potrošnja goriva (10-15%) zbog potpunijeg sagorevanja benzina pošto nema bespovratnog gubitka benzinske smeše. 2. Povećana snaga motora što je razumljivo s obzirom da utrošena količina benzina potpuno sagori, odnosno razvija najveći energetski efekat. 3. Povećana elastičnost motora podrazumeva vožnju u višem stepenu prenosa. Primera radi, na mestima gde smo vozili drugom možemo voziti trećom brzinom ili gde smo išli trećom možemo koristiti četvrtu, a da Ime i prezime:

- 97 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus motor pri tom neće ispoljavati znake opterećenja (trzanje, trokiranje). 4. Bolje ubrzanje proizilazi iz činjenice da je povećana snaga i elastičnost motora. Time se postiže brži start vozila ne samo iz mesta već i prilikom preticanja. I obrnuto, povećava se efikasnost pri kočenju motorom. 5. Pravilniji i mirniji rad motora. Pri klasičnom paljenju i najbolje podešene platine od 100 okidanja bar 10 puta zataje i ne proizvedu varnicu na svećici. Ovo je naročito izraženo pri velikom broju obrtaja motora, kada pomenuta tromost platina dolazi do punog izražaja. Elektronsko paljenje eliminiše ove nedostatke jer su u ovom slučaju brzina i preciznost okidanja praktično idealne. 6. Sigurnije paljenje u zimskim uslovima. Pri malom broju obrtaja (kad startujemo motor) takođe dolazi do izražaja tromost platina što slabi indukciju u bobini i drastično smanjuje energiju varnice na svećici. Ovaj nedostatak još je izraženiji zbog smanjenja snage akumulatora u uslovima niskih temperatura. Nasuprot tome, elektronsko paljenje deluje trenutno, pa nije od značaja brzina otvaranja platina i snaga akumulatora. Dovoljno je da akumulator ima dovoljno struje da zavergla motor. 7. Kraće zagrevanje motora. Potpuno sagorevanje benzina u stublinama motora omogućava skraćeno vreme postizanja radne temperature u svim vremenskim uslovima. Samim tim kraće koristimo sauh, što dodatno štedi gorivo. 8. Do pet puta duži vek trajanja platina. Za razliku od klasičnog paljenja, kada platine trpe struju i do 8 ampera, kod elektronskog paljenja struja je oko sto puta manja. Radi toga kontakti platina ne nagorevaju, tj. produžava im se vek trajanja. 9. Više od pet puta duže trajanje svećica. Povećana energija varnice (30000 V) elektronskog paljenja garantuje da će svećice, koje smo ranije bacali kao neupotrebljive, još uvek dobro i dugo raditi. Takođe, čađ i ulje na elektrodama svećića potpuno sagorevaju te ih nije potrebno čistiti (šmirglati) i time ih trošiti. 10. Veća maksimalna brzina. Ovom prilikom nije potrebno naglašavati da navedene prednosti elektronskog paljenja omogućavaju brže kretanje vozila od onog koje je imalo pri klasičnom paljenju. 16. IZDUVNI SISTEM MOTORA I SASTAV PRODUKATA SAGOREVANJA

Ime i prezime:

- 98 -


Slika 16.2.- Sastav izduvnih gasova benzinskog i dizel motora

Ime i prezime:

- 99 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 16.1. – Shema homologacijskog ispitivanja izduvnih gasova prema ECE R 83 (tip I) 1 - ispitna klimatizovana komora (komora mora imati mogućnost održavanja konstantne temperature od -7 0C, kao i od +200C pri stalnom radu vozila u komori); 2 - ispitno vozilo sa pogonskom osovinom postavljenom u valjke dok se vozilo mora dobro učvrstiti za okolinu; 3 - valjci (novije generacije valjaka izvedene su samo sa jednim valjkom većeg prečnika zbog realnije dodirne površine guma-podloga); 4 - zamašna masa na valjcima (novijim valjcima se zamašna masa reguliše elektronskim putem); 5 - ventilator kojim se hladi vozilo/motor, odnosno simulira brzina vetra oko vozila; 6 - monitor pomoću kojeg ispitivač u vozilu dobija poruke i prati propisanu krivu po kojoj se vrši ispitivanje; 7 - izduvni gasovi (iz vozila/motora se uzimaju celokupni izduvni gasovi) ; 8 - CVS tunel za uzimanje uzorka izduvnih gasova (CVS=Constant Volume Samgasg); 9 - filter okolnog vazduha kojim se razređuju izduvni gasovi u CVS tunelu; 10 - merač protoka razređenih izduvnih gasova; 11 – pumpaž za održanje konstantnog protoka; 12 – vreće sa grejačima za uzimanje uzorka razređenih izduvnih gasova; 13 - vreće sa grejačima za analizu uzoraka vazduha sa kojim se razređuju izduvni gasovi; 14 - ventili za programirano uzorkovanje izduvnih gasova i vazduha; 15 - analizator čestica razređenih izduvnih gasova (za dizel motore); 16 - analizator izduvnih gasova.

Dozvoljene vrednosti emisije izduvnih gasova Granice štetnih sastojaka u izduvnim gasovima putničkih vozila su ustanovljene 1970. godine. Od 1. januara 1971. godine te granice moraju biti zadovoljene tokom testiranja prototipova svih novih vozila. Sastav izduvnih gasova se ispituje u skladu sa novim evropskim ciklusom vožnje (tzv. evropski test). U evropskom testu se simulacija gradske vožnje izvodi u četiri ciklusa. U SAD i u nekim drugim zemljama ispitivanja su još zahtevnija. Kako se ova tema dalje razvija i broj vozila se povećava, granice nastavljaju da se snižavaju, a kriterijumi ispitivanja pooštravaju. Tabela 16.1 Evropski standardi emisije za laka komercijalna vozila ≤1305 kg (Kategorija N1-I), g/km

Datum

CO

THC NMHC NOx HC+NOx PM

P***

Diesel Euro 1 Juli 1992 2.72 (3.16) 0.97 (1.13) 0.14 (0.18) Euro 2 Januar 1996 1.0 0.7 0.08 Euro 3 Januar 2000 0.64 0.50 0.56 0.05 Euro 4 Januar 2005 0.50 0.25 0.30 0.025 Euro 5 Septembar 2009 0.500 0.180 0.230 0.005 Euro 6 Septembar 2014 0.500 0.080 0.170 0.005 Benzin (Gasoline) Euro 1 Juli 1992 2.72 (3.16) 0.97 (1.13) Euro 2 Januar 1996 2.2 0.5 Euro 3 Januar 2000 2.3 0.20 0.15 Euro 4 Januar 2005 1.0 0.10 0.08 Euro 5 Septembar 2009 1.000 0.100 0.068 0.060 0.005** Euro 6 (future) Septembar 2014 1.000 0.100 0.068 0.060 0.005** * Pre Euro 5, putnička vozila > 2500 kg pripadala su kategoriji lakih komercijalnih vozila N 1-I ** Važi samo za motore sa direktnim ubrizgavanjem. Tab. 16.4 Evropski Standardi emisije za kamione i autobuse za HD Diesel motore, g/kWh (čađ u m−1) Datum Test cikleus CO HC NOx PM Čađ 1992, < 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.612 Euro I 1992, > 85 kW 4.5 1.1 8.0 0.36 ECE R-49 4.0 1.1 7.0 0.25 Oktobar 1996 Euro II Oktobar 1998 4.0 1.1 7.0 0.15

Ime i prezime:

- 100 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Oktobar 1999 EEVs samo za ESC & ELR 1.0 0.25 2.0 0.02 0.15 0.10 Oktobar 2000 2.1 0.66 5.0 0.8 0.13* Euro IV Oktobar 2005 1.5 0.46 3.5 0.02 0.5 ESC & ELR Euro V Oktobar 2008 1.5 0.46 2.0 0.02 0.5 Euro VI January 2013 1.5 0.13 0.4 0.01 * za motore čija zapremina jednog cilindra je manja od 0.75 dm³ Euro III

Slika Izduvna emisija teških teretnih vozila Euro VI EU COM 2007/651, Decembar 2007

Slika Prikaz promena granica dozvoljene emisije Nox u Evropi Slika Prikaz promena granica dozvoljene emisije čestica u Evropi

Ime i prezime:

- 101 -


Slika 16.3 – Katalizator je uvek smešten u prvom loncu izduvnog sistema neposredno iza motora. 1 - motor; 2 - prva, upravljačka lambda sonda; 3 - katalizator; 4 - druga, kontrolna lambda sonda

DPF

i

DeNOx

Slika 16.4.- Tok izduvnih gasova

Slika 16.5.– Izduvni sistem benzinskog motora sa direktnim ubrizgavanjem benzina.

Ime i prezime:

- 102 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 1 – motor sa direktnim ubrizgavanjem benzina; 2 - prva, upravljačka lambda sonda; 3 – katalizator trostrukog delovanja (predkatalizator); 4 – temperaturna sonda; 5 – NOx akumulatorski katalizator (glavni katalizator); 6 – kontrolna lambda sonda u kojoj eventualno može biti integriran i NOx senzor

Slika 16.6. – Shematski prikaz dvostepene lambda sonde 1 - izduvni gas; 2 - porozna zaštitna keramika; 3 - izduvna cev; 4 - keramika (cirkonijev oksid); 5 - električni kontakti; 6 - vazduh iz okoline

Slika 16.7. – Presek grejne dvostepene lambda sonde. 1- električni priključci lambda sonde (postoje sonde sa 1, 2, 3 ili 4 žice –ako lambda sonda ima 3 ili 4 žice onda je sigurno urađena sa unutrašnjim grejačem); 2 - izolator; 3 - zaštitno metalno kućište sonde; 4 - unutrašnji grejač sonde; 5 - keramička zaštitna cev; 6 - kontaktni vodiči oslonjeni na keramiku sonde; 7 - kućište sa navojem za pričvršćivanje u izduvnu cev; 8 - izduvnana cev; 9 - porozna zaštitna keramika (-); 10 - porozna zaštitna keramika (+); 11 – izduvni gas koji struji oko keramike; 12 keramički senzor; 13 - zaštitna metalna cijev s prorezima kroz koje ulazi ispušni plin u kućište sonde; 14 – izduvni gas; 15 – vazduh

Ime i prezime:

- 103 -


Slika16.8.-. Dijagram smanjenja CO2 u izduvnim gasovima motornih vozila * Najniža emisija CO2 postignuta je kombinacijom common-rail turbo dizela sa pogonom kombinacijom dizel goriva i biodizela i elektromotora

Ime i prezime:

- 104 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 16.9.-. Shema sistema za prečišćavanje izduvnih gasova Diesel motora Euro 5 Oznake: 1 - spremnik otopine uree (AdBlue), 2 - osjetnik temperature, 3 - osjetnik napunjenosti spremnika, 4 - dobavni modul, 5 - upravljački uređaj, 6 - modul za doziranje, 7 - spremnik zraka, 8 - osjetnik temperature, 9 - osjetnik ispušnih plinova, 10 - dovod zraka, 11 - pročišćeni ispušni plinovi, 12 - cijev raspršivača.

Slika 16.10.- Shema sistema za pročišćavanje izduvnih gasova Diesel motora Euro 6

Slika 2.11- Shema SCR (Selective Catalytic Reduction ) sistema. SCR sistem

17. SENZORI SISTEMA 17.1 Elektronsko upravljanje motorom

Slika 17.1.- Položaj senzora u motorima savremenih vozila

Kompjuteri (Electronic Control Unit, ECU) koji upravljaju radom modernih automobilskih motora sa unutrashnjim sagorevanjem (SUS motori) će pravilno vršiti svoju funkciju jedino ako su pravilno programirani za dati tip i vrstu vozila i ako imaju tačne i pravovremene ulazne podatke, odnosno tačan "feedback" iliti "povratnu informaciju". Ovi ulazni podaci su elektronski signali koje u centralnu upravljačku jedinicu šalju senzori, koji se ponašaju kao "oči i uši" motora i pomažu mu da konstantno u datim voznim okolnostima iz motora dobija najoptimalnije performanse uz uvek prisutni imperativ za što je moguće nižom potrošnjom goriva. Ovo će, u najvećoj meri, biti postignuto jedino ako su ulazni podaci sa svih senzora tačni i ako se pravovremeno šalju u centralni upravljacči sistem. Senzori na modernim SUS motorima nadziru niz izlaznih parametara, i na osnovu informacija koje ECU dobija od njih (ulazni parametri) se vrše korekcije vremena paljenja, momenta ubrigavanja i dužine "otvorenosti" injektora, kontrole emisionih gasova, donošenje “odluke” o momentu promene stepena prenosa kod vozila sa automatskim menjačem, redukcije obrtnog momenta koji se isporučuje kod vozila koja imaju Ime i prezime:

- 105 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus ABS+kontrolu proklizavanja, kontroliše se funkcija "cruise control" i mnogi drugi sistemi koji vremenom sve više postaju standardni deo opreme automobila. Na određenim modelima pojedinih proizvođača se sve više primenjuje "drive-by-wire" koncept kontrole gasa, gde se kontrola "otvorenosti" leptira ne vrši sajlom ili nekom drugom direktnom, "čvrstom" vezom, već ECU kontroliše rad leptira na osnovu signala koji prima sa senzora kontrole papuče gasa. Dakle, vremenom i svakom novom generacijom automobila je funkcija senzora sve više važnija jer sve više sistema kontroliše ECU, a on ce, ponovo, raditi ispravan posao jedino ako dobija tačne i pravovremene informacije sa svih senzora. Ovo je mali osvrt na najučestalije i najvažnije senzore koji se danas mogu sresti ispod haube svakog iole modernijeg SUS motora i koji čine sastavni deo elektronskog upravljačkog sistema motora (electronic engine management system).

Slika .17.2.-. Osnovni elementi sistema elektronskog upravljanja radom motora 1 Air filter Filter vazduha 2 Brake pedal position (BPP) switch (if fitted) Položaj prekidača kočione papuče 3 Camshaft position (CMP) sensor Senzor položaja bregaste osovine 4 Catalytic converter (if fitted) Catalitički konvertor 5 Clulch pedal position (CPP) switch (if fitted) Senzor prekidača pedale gasa 6 Crankshaft position (CKP) sensor engine speed (RPM) Senzor brzin obrtaja kolenastog vratila 7 Engine control module (ECU) Kontrolni modul motora ECU 8 Engine coolant temperature (ECT) sensor Senzor temperarure rashladne tečnosti 9 Evaporative emission (EVAP) canister Kanister Emisije isparenog goriva 10 Evaporative emission (EVAP) canister purge valve Ventil isparenog goriva 11 Exhaust gas pressure sensor (if fitted) Senzor pritiska izduvnih gasova 13 Exhaust gas recirculation (EGR) vacuum valve (if fitted) Ventil recirkulacije izduvnih gasova 14 Fuel filter Filter goriva 15 Fuel pressure regulator Regulator pritiska goriva

Ime i prezime:

- 106 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 168Fueltepump Pumpa za gorivovaen sensor iH02S)/oxvaen senso 19 Heated oxygen sensor (H02S) 2 (if fitted) Lambda sonda 20 Idle speed control (ISC) valve Regulator broja obrtaja na praznom hodu (protok vazduha) 21 Ignition coil Indukcioni kalem-bobina 22 Ignition control module (ICM) (if fitted) Kontrolni modul paljenja 25 Knock sensor (if fitted) Senzor detonacije 26 Manifold absolut« pressure (MAP) sensor (if fitted) Senzor temperature vazduha u usisnoj grani 27 Mass air flow (MAF) sensor (if fitted) Maseni protokomer vazduha 28 Park/neutral position (PNP) switch (if fitted) Senzor prekidača neutralnog položaja 29 Power steering pressure (PSP) switch (if fitted) Senzor za upravljanje pritiskaturbokompresora 31 Pulsed secondary air injection (PAIR) vacuum valve Ventil za regulisanje vakuma sekundarnog vazduha 32 Throttle position (TP) sensor Senzor položaja leptira gasa/papučice gasa 33 Vehicle speed sensor (VSS) Senzor brzine vozila

Slika. 17.3. - Presek vremenskog termo-prekidača: 1 -električni priključak, 2 - kućište u obliku čaure sa navojem za ugradnju, 3 – bimetalna traka, 4 - zagrevno vlakno, 5 - električni kontakt. Slika 17.3-a. - Regulaciono kolo regulatora broja obrtaja u praznom hodu:1 - regulaciono kolo: motor, 2 - regulaciona veličina: signal broja obrtaja motora, 3 - elektronska upravljačka jedinica - regler, 4 - električni regulator, 5 – ventil zaobilaznog voda, 6 – senzor temperature motora, 7 - prigušni ventil.

Ime i prezime:

- 107 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 17.4. - Bimetalni šiber-ventil sa električnim grejačem: 1 - električni priključak, 2 - električni grejač, 3 - bimetal, 4 - blenda. MAT senzor. Delphi Manifold Absolute Pressure/Manifold Air

Slika 17.5.BARO (Barometric Pressure) senzor Slika 7.6. Elektronski usisni ventil

Slika 17.7. - Protokomer sa užarenim vlaknom. U mernoj cevi razapeta je tanka žica (vlakno) od platine, debljine oko 70  . Slika 17.8. - Električna šema mosne veze užarenog vlakna u protokomeru: RH - užareno vlakno, RK -promenljivi otpornik za temperaturnu kompenzaciju usisanog vazduha, R1 i R2 - velikoomski otpornici, R2 - precizni merni otpornik, U M - naponski

signal merača, J M - struja zagrevanja, m -masa usisanog vazduha u jedinici vremena, TL - temperatura usisanog vazduha. Slika.1 7.9. - Konstrukcija protokomera sa užarenim vlaknom: 1 – elektronski pojačivač u hibridnoj tehnici, 2 - poklopac merača, 3 - metalni uložak, 4 - merna cev s užarenim vlaknom, 5 - kućište merača, 6 - zaštitna rešetka, 7 - zaptivni prsten.

Ime i prezime:

- 108 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika.17.10.- Zapreminski merač protoka vazduha (slika levo) 1. vijak za podešavanje λ na praznom hodu 2. klapna protokomera 3. graničnik 4. klapna za uravnoteženje 5. prigušna komora 6. senzor temperature vazduha

Slika 7.11. Sistem ETC/EGAS: 1 Modul papučice za gas, 2 Elektronskiki upravljački uređaj, 3 Usisni ventil Slika 7.12. Komponente sistema ETC/EGAS: 1 Modul papučice za gas, 2 Usisni ventil, 3 Elektronički upravljački uređaj

Slika 17.13. - Senzor broja obrtaja i položaja radilice: 1 - stalni magnet, 2 - poklopac, 3 - blok motora, 4 - jezgro od mekog gvožđa, 5 - namotaj, 6 - nedostajući zub davača kao referentni znak položaja radilice.

Slika 17.13. - Međusobna zavisnost trenutka paljenja od položaja radilice i bregaste osovine: a) sekundarni napon indukcionog kalema bobine, b) signali senzora položaja i broja obrtaja radilice, c) signali Hollovog senzora za položaj bregaste osovine, 1 - trenutak zatvaranja, 2 - trenutak paljenja.

Ime i prezime:

- 109 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Slika 17.14. - Oblik signala senzora kliktanja: a) kriva pritiska u cilindru i c) odgovarajući signal senzora, b) filtrirani signal senzora.

Slika 17.15. a) -Visoko naponski namotaj komunikacionim modulom; b) –Senzor pritiska c)- Senzor diferencijalnog pritiska

18. MOTORI SA POGONOM NA TNG 1.3 Smeša prema godišnjem dobu Zbog velike temperaturne zavisnosti pritiska, da bi TNG smeša bila podjednako efikasna i zimi i leti sastav smeše je sezonski promenljiv. Međusobni odnos komponenti je promenljiv u širokom opsegu, od 3:1 (zimski meseci) do 1:7 (letnji meseci). Kod nas je dugo godina bila uobičajena jedna ista smeša i zimi i leti, 35% propana i 65% butana. Prema novom JUS-u u zimskim mesecima odgovara smeša 75:25, u prelaznim mesecima 45:55, dok u letnjim i do 12:88. U toplijim podnebljima je udeo propana manji: u Grčkjoj i Turskoj odnos je 20%:80%; u hladnijim podnebljima taj odnos je veći, u Nemačkoj 70%:30%, sa tendencijom da se koristi i 100% propan. Od sastava komponenti TNG-a zavisi i količina vazduha potrebnog prilikom sagorevanja u motoru propan zahteva manje kiseonika.

Slika 18.1.-Osnovni princip rada motora sa pogonom na TNG

Ime i prezime:

- 110 -


Slika 18.2.- Principijelna šema reduktora-isparivača (Lovato Autogas)

Priprema smeše goriva i vazduha za upaljenje i sagorevanje kod motora sa pogonom na tečna goriva (benzin i dizel gorivo), sastoji se u raspršivanju tečnog goriva, isparavanju i mešanju sa vazduhom. Kod oto motora ovi procesi se odvijaju u karburatoru (karburatorski motori), ili uz pomoć brizgača (motori sa ubrizgavanjem benzina), dok se kod dizel motora isključivo koriste sistemi ubrizgavanja pod visokim pritiskom. Tečni naftni gas se na normalnim atmosferskim uslovima nalazi u gasovitom stanju ali se radi lakšeg skladištenja i korišćenja na vozilu drži pod visokim pritiskom u tečnom stanju. Otuda pri njegovom korišćenju za pogon motora prethodno je potrebno da se prevede u gasovito stanje što se vrši u posebnom uređaju, reduktoru-isparivaču.

Slika 18.3.- Reduktor-isparivač Lovato Autogas, a) prvi stepen: 1-membrana, 2-poluga, 3-opruga, 4-kanal za prolaz tečnosti za grejanje, 5-ventil; b) drugi stepen: 6- membrana, 7-poluga, 8-ventil, 9-sigurnosna membrane sa magnetom

Ovaj proces se odvija u dva stepena, uz obaranje pritiska širenjem do vrednosti zavisno od vrste primenjenog sistema za obrazovanje smeše (karburator, sistem za ubrizgavanje). Konstruktivno izvo|enđe standardne varijante reduktora-isparivača koji se koristi u sistemima za napajanje TNG-om karburatorskih motora (Lovato Autogas) /slika 2/, a njegova principska šema data je na slici 3. Prvi i drugi stepen su izvedeni po konceptu linearnog membranskog aktuatora čija je uloga da održava zadate, konstantne vrednosti pritisaka pI i pII . Vrednost pritiska u prvom stepenu isparivača pI , definisana je krutostima membrane 1 i opruge 3 i odnosom krakova dvokrake poluge 2.

Ime i prezime:

- 111 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Prema šemi /slika 61/, gas iz rezervoara R dolazi pod pritiskom kroz elektromagnetni ventil EMV i ventil promenljivog protočnog preseka V u prostor ispod membrane M. Prostor iznad membrane M, u kome se nalazi opruga povezan je sa atmosferom i u njemu vlada pritisak okoline pa. Elementi prvog stepena isparivača (krutosti opruge i membrane i prenosni odnos poluge) su tako dimenzionisani da pri određenoj vrednosti pritiska pI , poluga P zatvara/otvara ventil V za dotok gasa čime se pritisak pI održava konstantnim. Drugi stepen redukcije ima radnu membranu male krutosti bez opruge čime se ostvaruje da pritisak pII bude približno jednak atmosferskom. Na šemi /slika 61/, su takođe prikazani: regulacioni zavrtanj sa oprugom (RZ), za podešavanje rada motora na praznom hodu, startni solenoid (SS) koji omogućava pomeranje poluge P i otvaranje ventila V u cilju obezbeđivanja početne količine gasa za startovanje motora. Aktiviranje solenoida se može vršiti električnim putem preko prekidača kada on deluje na magnet sigurnosne membrane ili mehanički preko centralne poluge. Sigurnosna membrane sa oprugom male krutosti ima za cilj da spreči otvaranje ventila V i dotok gasa kada motor ne radi. Pri startu motora, podpritisak iza prigušnog leptira pus, povlači membranu u donji položaj u kome ona ostaje sve vreme dok motor radi i na taj način omogućava nesmetani rad glavne membrane drugog stepena.

Slika 18.4 - Elektro-injektor „BRC IN03“ Reduktor „ BRC sikvneta“ ne koristi elektro-stimulaciju

Slika 18.5. - Razlike u konstrukciji reduktora LPG i CNG sistema

Ime i prezime:

- 112 -


Slika 18.2. – Dijagram snabdevanja gorivom (benzin/TNG) BI – Fuel sistema

Slika 18.3.–Lokacija delova sekvencijalnih sistema autogasa TNG

Ime i prezime:

- 113 -


Slika 18.6.- Principijalna shema SEQUENT FASTNESS

Ime i prezime:

- 114 -


Slika 18.8.- Dijagram toka TNG-a u motoru kroz odgovarajuće uređaje: 1.-Centralna upravljačka jedinica ECU, 2.- Elektro-brizgaljke, 3.- Solenoidni ventil, 4.- Isparivač, 5.- Razmenjivač toplote, 6.- Vod rashladne tečnosti od motora do isparivača TNG-a, 7.- Preklopnik/komutator, 8.- Senzor temperature motora, 9.- Senzor temperature rashladne tečnosti, 10.- Senzor temperature gasa, 11.- Multi ventil, 12.- Rezervoar TNG, 13.- Ventil za punjenje rezervoara sa TNG, 14.- Filter TNG – a. Slika 18.9.-. Multipoint Sequentialni sistem 1. Microprocessor; 2. Prekidač goriva; 3. Konvertor; 4. MAP sensor; 5. Isparivač, 6. 7. TPS sensor; 8. Injector TNG; 9. Lambda sensor.

Slika 18.10 – Shematski prikaz gasnih uređaja turbo-benzinskih motora

Ime i prezime:

- 115 -


Slika 18.11 - Sistem sa direktnim ubrizgavanjem TNG-a (LPG)

Slika 18.12.-. Primer dual- fuel uređaja Dizel/TNG za pogon motora sa turbo-kompresorom sa velikim brzinama Slika 18.13. -. Primer dual- fuel Dizel/TNG uređaja za pogon motora sa turbo-kompresorom sa manjim brzinama

Ime i prezime:

- 116 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus 19. SISTEMA ZA NAPAJANJE MOTORA PRIRODNIM NAFTNIM GASOM CNG Korišćenje prirodnog gasa kao goriva za motore SUS moguće je izvoditi u dva oblika:  sabijeni (komprimovani) prirodni gas (KPG, CNG), sa pritiskom u rezervoaru do 20 MPa,  tečni prirodni gas (TPG), sa radnim pritiskom u rezervoaru do 0.5 Mpa

Slika 19.1.-. Šematski prikaz dijagrama konverzije dizel motora u motor na prirodni gassa dva reduktora pritiska

Slika 19.2.-. Za dobar rad turbo motora, potreban je kompleksan sistem ubrizgavanja gasa

Ime i prezime:

- 117 -


Slika 19.3.-. Šema funkcionisanja D-GID sistema

Slika 19.4.- Primer dual fuel uređaja za pogon motora sa turbo-kompresorom sa benzin/CNG

Ime i prezime:

- 118 -


Slika 19.5.. Shema principa rada sistema prve generacije za napajanje motora KPG-om 1 - komandna tabla / dashboard, 2 - birač goriva / fuel switchover, 3 - rezervoar za benzin / petrol tank, 4 - pumpa za benzin / petrol pump,5 - prečistač benzina / petrol filter, 6 - elektromagnetni ventil za benzin EVB / petrol solenoid valve, 7 - karburator / carburettor, 8 - mešač / mixer, 9 - bobina /ignition coil, 10- razvodnik palenja / ignition distributor,11- ventil za punjenje/natural gas filler valve 12- rezervoari za gas / natural gas tanks,13 - elektromagnetni ventil za gas EVG / natural gas solenoid valve,14 - cevovod visokog pritiska / high-pressure pipeline, 15 - dvostepeni reduktor-grejač / two-level reducer-heater,16 - reduktor visokog pritiska / high-pressure reducer, 17 - cevovod niskog pritiska / low-pressure pipeline, 18 - vakuumsko crevo /vacuum hose, 19 - drenažno crevo / ventilation hose, 20 - drenažno crevo / ventilation hose

Slika 19.6.- Shema pogona brodskih motora sa pogonom na CNG

Ime i prezime:

- 119 -


20. Vozila sa pogonom na gorive ćelije kao gorivo koriste vodonik H2 •

Vodonik H2 gorivo budućnosti Rešenje problema energije Ekološki potpuno čisto • Mogućnost dobijanja procesom Elektrolize vode H2O H2O = H2 + ½ O2 Anoda: 2 OH =½ O2 + 2 H2 O + 2 eKatoda: 2 H2 O + 2 e- = H2 + 2 OH Reformacijom ugljo vodonika najčešće prirodnog gasa metana CH4 CH4 +H2O = CO + 3 H2 Osnovni problem Vodonik ne egzistira kao slobodan elemenat u prirodi, visoka cena proizvodnje, sofisticirana tehnologija

1. Boce sa H2 / 350 bar, 40-43 kg punjenje; 2. Jedinica za regulisanje radnog pritiska H2; 3. Fuel cell jedinice / 2 modula / za dobijanje struje; 4. Jedinica za hladjenje Fuel cell modula; 5. Jedinica za transfer kiseonika O2 iz atmosfere; 6. Ispust za vodenu paru kao nus-produkta reakcije; 7. Pogonski elektromotor sa automatskom transmisijom

Ime i prezime:

- 120 -


21. Hibridni pogon Hibridni pogon (preciznije: hibridni sistem pogona) je naziv koji označava pokretanje vozila pomoću nekoliko različitih izvora energije. Obično se pod ovim podrazumeva kombinacija elektromotora i SUS motora. Koristi se pre svega kod drumskih i železničkih vozila. Hibridni pogon objedinjuje prednosti pogonskih sistema koji ga sačinjavaju, tako što pri različitim režimima vožnje, koristi prednosti različitih sistema pogona. Danas se razvijaju i testiraju sledeće vrste hibridnog pogona: SUS motor + elektromotor + akumulator (preovlađujuće) SUS motor + elektromotor + spoljašnji izvor električne energije (trola) SUS motor + zamajac gasna turbina + generator + akumulator + elektromotor Princip rada Kombinacija SUS motora, elektromotora i akumulatora - tzv. serijski hibridni pogon je već oprobana. Vozilo sa ovakvim sistemom, u gradskoj vožnji, ili pri vožnji konstantnom brzinom pokreće se jednosmernom elektromašinom, koja pri tom radi u režimu elektromotora i snabdeva se električnom energijom iz akumulatora. U tom slučaju SUS motor nije aktivan (njegova spojnica je isključena). U slučaju potrebe za većim ubrzanjem ili pri punom opterećenju, uključuje se (i) SUS motor. U vožnji na veće udaljenosti, vozilo pokreće SUS motor, a elektromašina radi u režimu generatora i dopunjuje akumulatore. Ovo se dešava i pri kočenju vozila, kada se električna energija dobija od inercione energije vozila. Prednosti i mane Ime i prezime:

- 121 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Prednosti: Hibridni pogon omogućava iskorišćavanje pojedinačnih prednosti pogonskih sistema: elektromotor: nizak nivo buke, nultu emisiju izduvnih gasova i visok stepen korisnosti (do 90%); SUS motor: velika autonomija vozila, po potrebi veliki obrtni moment i mogućnost kretanja velikom brzinom. Još jedna velika prednost je mogućnost da integrisani pogonski sistem radi u oblasti rada sa visokim stepenom korisnosti, što dovodi do smanjenja potrošnje energije. Mane: Veliki nabavni troškovi, veća masa vozila (masa akumulatora i elektro motora) i manji tovarni prostor.

Slika 21.1- Stanice za punjenje Hibridnih vozila – prikaz glavnih komponenata i njihov smeštaj unutar automobilske konstrukcije

Ime i prezime:

- 122 -


Slika 21.2.- Koncept pogona i menjačke kutije motora ,,Peugeot 307 HybrideHDI“ 1.- Filter dizel motora snage 66kW ; 2.- DPF: Filter čestica; 3.- Stop/Start uređa; 4.- Elektromotor snage 16kW; 5.Automatska tarnsmisija; 6.- Invertor i konvertor; 7- Akumulator; 8.- Elektronska upravljačka jedinica; 9-Kablovi visokog napona; 10-Spojnica. [3]

Slika 21.3. –Koncepcija vozila na hibridni pogon–glavne komponenate i njihov smeštaj unutar konstrukcije vozila. [4]

Ime i prezime:

- 123 -


Slika 21.4.- Rezim rada benzinskog I elektromotora

Hibridni pogonski sastav Hibridni pogonski sastavi se mogu podeliti, u odnosu na vezu električnog i mehaničkog dela na tri grupe: - Serijski (eng. Serial) - Paralelni (eng. Parallel) - Serijsko-paralelni (eng. Dualmode) U odnosu na autonomnost električnog pogona, hibridi se dele na: -Delimične (engl. mild hybrid) -Potpune (engl. full hybrid) Serijski hibridno-električni pogon (eng. Serial) Kod serijskih vozila toplotni motor pokreće poseban generator kojim se vučni motor snabdeva električnom energijom i dopunjavaju akumulatori. Toplotni motor se koristi u optimalnom radnom režimu, a regulacija brzine se ostvaruje električnim motorom. Postojanje akumulatora i električnog motora omogućava reverzibilno (motorno) kočenje čime se povećava efikasnost vozila - Koristi veće baterije - Koristi on-board punjenje - Koristi i neka off-board punjenja - Optimizuje rad odvajanjem rada oba motora prema brzini vozila - Električni motor nema prazan hod, što umanjuje emisiju - Ne zahteva transmisiju - Koristi heavy-duty moto Ime i prezime:

- 124 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Kod serijskog hibridno-električnog pogona motor SUS je odvojen od pogonskih točkova, a električni pogon prenosi celokupnu pogonsku snagu. Struktura serijskog hibridno-električnog pogona prikazana je na sl.4.5. Motor SUS pokreće generator koji proizvodi električnu energiju za pogon vozila i punjenje baterija. Elektromotor se koristi generiranom energijom i pogoni vozilo. Taj sistem se naziva serijskim jer su motor SUS i elektromotor u seriji. Serijski hibrid može se koristiti motorom SUS manje snage koji će raditi sa boljim stepenom iskorišćenja i isporučivati energiju elektromotoru i puniti baterije. Električna mašina - generator i motor su iste strukture i reverzibilni, mogu raditi kao generatori i motori. Takav pogonski sistem se najviše primenjivao za pogon brodova, a sada se primenjuje i na vozilima. Njegova prednost je što je motor SUS odvojen od točkova vozila, tako da je veća sloboda u rasporedu komponenata, i elektromotora kojih može biti više - smešteni u točkove vozila ili na pogonskim osovinama. Serijski hibrid može raditi kao čisti električni pogon - sa isključenim motorom SUS - sve dok u baterijama ima energije. S obzirom na to da elektromotor sam pogoni vozilo energijom koju je generirao motor SUS, ta dva agregata čine približno istu količinu rada (energije). To je mana tih hibrida jer se ukupna količina isporučene energije iz motora SUS transformiše u električnu, pa ponovno u mehanički rad, pri čemu se znatna količina energije gubi u toj transformaciji.

Slika 21.5.- Osnovna struktura serijskog hibridno-električnog pogona. [9]

Ime i prezime:

- 125 -


Slika 21.16.- Tok energije kod hibridnih motora sa kombinacijom motora sus i elektromotora

Paralelni hibridno-električni pogon. Paralelna HEV su koncipirana tako da točkove pokreću i motor SUS i električni motor/generator. Motor SUS i kod ovog vozila radi u optimalnom režimu, pri čemu električna mašina radi kao generator i dopunjava baterije kada je za kretanje vozila potrebna manja snaga od snage motora SUS, a kada je potrebna veća snaga, onda električna mašina radi kao motor koriste i energiju iz akumulatora. Smisao uvođenja ovakve topologije HEV se može tražiti u činjenici da je instalisana snaga električnih mašina manja, čime je smanjena i težina vozila. Umesto posebnog motora i generatora ovde se koristi samo jedna mašina čija je snaga manja od snage vučnog motora kod serijskih vozila sličnih dimenzija. Električni motor i SUS su direktno spojeni na točkove Koristi manje baterije Koristi off-board punjenje Brže ubrzava Električni motor ima prazan hod Pakovanje komponenti u autu je manje fleksibilno Ne zahteva transmisiju Koristi medium-duty motor Struktura paralelnog hibridno-električnog pogona je prikazana na slici 21.7..

Ime i prezime:

- 126 -


Slika 4.7 . Paralelni hibridno-električni pogon. Hibridni motor. [11] Kod paralelnog hibrida, motor SUS pogoni vozilo, a elektromotor koristeći se energijom iz baterija dodaje snagu kada je to potrebno, u zavisnosti od režima vožnje. Taj sistem se naziva paralelnim jer je protok energije prema točkovima paralelan od motora SUS i elektromotora. Baterije se pune kada zahtev vozila za snagom nije veliki, te elektromotor u ulozi generatora proizvodi električnu energiju. Taj sistem ima jednostavniju strukturu, ali s obzirom na to da ima samo jedan električni pogon ne može se simultano puniti baterije i dopunjavati pogon vozila. Ako se elektromotor kod tog sistema odvoji od motora SUS spojnicom, tada i taj sistem može funkcionisati kao čisti električni pogon u granicama raspoložive energije u baterijama i snage elektromotora.

Paralelni hibrid koristi se, dakle, motorom SUS kao glavnim pogonskim agregatom, dok elektromotor samo asistira kada je potrebna veća snaga - pri ubrzavanju vozila ili savlađivanju uspona. Zato motor SUS obavlja mnogo veći rad nego elektromotor. Takav sistem može ostvariti veću uštedu goriva na otvorenom putu kada motor SUS može raditi na optimalnom režimu. Serijsko-paralelni (eng. Dualmode)

Slika 4.9. Struktura kombinovanog hybridnog električnog vozila

Ime i prezime:

- 127 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Kod Priusa (serijsko-paralelni eng. Dual mode) postoje i motor i generator, ali manjih snaga nego kod čisto serijske topologije. Prema potrebama vožnje moguće je da motor SUS pokreće samo generator ili da zajedno sa motorom pokreće točkove, a da generator miruje. Jedna od najuspješnijih takvih kombinacija je serijsko/paralelni hibrid koji je razvila japanska fabrika Toyota (THS Toyota Hybrid System), a ugrađen je u putnički automobil Toyota Prius. Taj vrlo vešto kombinovani hibridni pogon ostvaruje naročito velike uštede goriva (u gradskoj vožnji, više od 50 %) tako da je putnički automobil Toyota Prius jedan od najperformantnijih i naj -uspešnijih hibrida. Zato nimalo ne iznenađuje činjenica da je taj automobil jedan od najprodavanijih hibrida u Japanu i SAD-u. Koristi srednju veličinu baterija Koristi on i off-board punjenje Brže ubrzava Električni motor ima prazan hod Pakovanje kompeneti u autu je manje fleksibilnoNe zahteva transmisiju Koristi heavy-duty motor

Plug-in hibridna električna vozila

Slika 21.11. Shema rasporeda uređaja kod plug-in hibridna električna vozila

PHEV se smatraju značajnim napretkom tehnologije hibridnih vozila i u industriji i u drugim sektorima. Imaju akumulatorski sistem visoke energetske gustine koji može biti eksterno punjen, a pokretanje vozila moguće i samo pomoću električne energije.

Ime i prezime:

- 128 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Punjenje sa AC mreže zahteva akumulatorski punjač koji se sastoji od AC- DC konvertora sa korekcijom faktora snage i programabimim digitalnim kontrolerom. PHEV poboljšava način korišćenja energije zbog toga što se akumulator može puniti u toku noći.

Slika 21.13.- Inveter Tojote prius. Električni motor (Tesla Roadster)

Slika 21.12.-.. Plug-in hibridna električna vozila. Struktura Plug-in hibridnog električnog vozila

GM je u saradnji sa intemacionalnim SAE (Societv of Automotive Engineers) udruženjem postigli standardizaciju utikača pomoću kojeg će se električna vozila moći spojiti na bilo koju stanicu za punjenje Kondenzatori sa visoko-frekventnim i visoko-naponskim karakteristikama, niska ekvivalentna serijska otpornost, visoke radne temperature i strujna svojstva treba da budu dalje unapređeni Ime i prezime:

- 129 -

Toplotni proračun dizel motora sa delovima i sistemima motora sus Zahtevi po pitanju pakovanja komponente moraju biti dizajnirane da rade na mnogo većem temperaturnom opsegu, noviji način hlađenja celokupne jedinice moraju biti analizirani da bi se toplota brzo eliminisala sa uređaja. Razvoj visokotemperaturnih magneta treba da vodi do motora sa permanentnim magnetima (PM). Motori sa PM imaju veću efikasnost i zahtevaju manje struje da bi se dobio isti obrtni moment kao i kod dragih mašina. Ovo bi smanjilo ukupnu cenu uređaja

Slika 21.15. – Uređaji za pogon hibridnih autobusa. [11]

Slika 21.14.-. Hybrid Synergy Drive motor sa electričnim motorm i generatorom

Ime i prezime:

- 130 -


Ime i prezime:

- 131 -


Slika 21.. Princip rada serijskog HEV za različite režime rada. [10]

Ime i prezime:

- 132 -


Ime i prezime:

- 133 -


Slika 21 8. Princip rada paralelnog HEV za različite režime rada motora. [10]

Ime i prezime:

- 134 -


Ime i prezime:

- 135 -


Slika 21.10. Princip rada serijsko-paralelnog HEV za različite režime rada motora. [10]

Ime i prezime:

- 136 -

PROJEKTNI ZADATAK IZ MOTORA SUS.doc

Recommend Documents