14
SVEUČILIŠTE U MOSTARU FAKULTET STROJARSTVA I RAČUNARSTVA AUTOMOBILSKI MEHATRONIČKI SUSTAVI UVOD Mr.sc. Miroslav Grubišić, dipl. ing. stroj. Mostar, ožujak 2014.

Automobilski Mehatronicki Sustavi - Uvod

Embed Size (px)

DESCRIPTION

automobilski i mehatronicki sustavi

Citation preview

  • SVEUILITE U MOSTARU

    FAKULTET STROJARSTVA I RAUNARSTVA

    AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI

    SUSTAVI

    UVOD

    Mr.sc. Miroslav Grubii, dipl. ing. stroj.

    Mostar, oujak 2014.

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    1 Mr.sc. Miroslav Grubii

    2. SUSTAVI S ELEKTRONIKIM UPRAVLJANJEM

    2.1. Komponente sustava s elektronikim upravljanjem

    Izvri li se usporedba modernih motornih vozila dananjice sa onima od prije 30 godina i ranije,

    moe se zakljuiti da je osnovna funkcija ostala ista, omoguiti pokretljivost ljudi i roba.

    Osnovni raniji zahtjev korisnika motornih vozila je bio taj da vozilo radi dugotrajno bez kvarova.

    Taj zahtjev su veliki proizvoai automobila ve odavno ispunili, to bi teoretski znailo

    nastavak proizvodnje vozila bez velikih izmjena, dakle po ve provjerenim principima.

    Meutim, vremenom se javljao sve vei broj zahtjeva kako od strane korisnika automobila tako i

    sa strane zakonskih propisa. Zahtjevi poput ogranienja emisije ispunih plinova, smanjenje

    potronje pogonskog goriva, poveanje sigurnosti putnika u vozilu, zatita putnika prilikom

    prometne nezgode, poveanje komfora vonje (klima, navigacijski sustav) i sl. doveli su do

    velikih konstrukcijskih promjena pri proizvodnji automobila. Sve ove i puno drugih zahtjeva

    moderni automobili ne bi mogli realizirati bez primjene moderne elektronike.

    Suvremeni automobil kao jedan sloen sustav posjeduje veliki broj elektroniki upravljanih

    sustava. Osnovne komponente tih sustava su iste bez obzira radi li se o sustavu pogona, prijenosa

    snage, sigurnosti, komfora ili informacija. Svaki automobilski sustav s elektronikim

    upravljanjem ima tri osnovne komponente, senzore, upravljaki ureaj i aktuatore, a pored toga

    posjeduje i vezu za komunikaciju s drugim sustavima kao i dijagnostikom ureaju. Na slici 2.1.

    prikazani su temeljni elementi jednog elektroniki upravljanog sustava u motornim vozilima.

    Slika 2.1. Temeljni elementi sustava s elektronikim upravljanjem

    Upravljaki ureaj

    Komunikacija s drugim sustavima

    Dijagnostike informacije

    Aktuatori

    (izvrne aktivnosti)

    Senzori

    (ulazne vrijednosti)

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    2 Mr.sc. Miroslav Grubii

    Senzori predstavljaju mjerne ureaje koji pretvaraju razliite fizikalne veliine u elektrine

    signale (pogodne za mjerenje) koji se zatim prosljeuju upravljakom ureaju [6]. Ulazne

    vrijednosti dobivene od senzora u analognom obliku se najprije digitaliziraju u upravljakom

    ureaju (raunalu), potom se vri obrada dobivenih signala i usporedba s vrijednostima

    pohranjenim u memoriji upravljakog ureaja. Nakon provedenih ovih aktivnosti raunalo

    aktivira izvrne lanove aktuatore i na taj nain vri upravljanje radom elektronikih sustava

    motornih vozila.

    2.1.1. Senzori

    Da bi se na ulaz u upravljaki ureaj doveo analogni signal koji je posljedica promatranja neke

    pojave potrebno je izvriti pretvorbu vrijednosti npr. temperature, tlaka ili nekog drugog

    fizikalnog ili kemijskog procesa u analogni signal. Takvi pretvarai nazivaju se senzori, davai

    ili osjetnici, a ponekad ih se naziva i mjernim pretvaraima. Dakle, slue za pretvaranje

    neelektrinih veliina u elektrine napone. Neke fizikalne veliine ili stanja mogue je izravno

    izraziti na digitalan nain, na primjer, paljenje svijetla u vozilu pri otvaranju vrata ili paljenje

    svjetla konica pri pritisku papuice konice. U tu svrhu moe posluiti i obian prekida, pa je

    takvo to teko nazvati senzorom, ali se uvijek klasificira u skupini sa senzorima. Simbol senzora

    prikazan je na slici 2.2.

    Slika 2.2. Simbol senzora

    U motornim vozilima ugraen je veliki broj razliitih senzora koji mjere razliite vrste pojava,

    stoga je radi lakeg snalaenja izvrena njihova klasifikacija i podjela na skupine. Senzori se

    mogu podijeliti prema razliitim kriterijima, tako da prema vrsti izlaznog signala mogu biti:

    - analogni

    - binarni

    - digitalni.

    E Fizikalne veliine

    E Elektrine veliine

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    3 Mr.sc. Miroslav Grubii

    U ovisnosti o fizikalnom nainu rada senzori se dijele na:

    - induktivne

    - kapacitivne

    - optike

    - toplinske.

    Osobine svakog senzora na najbolji nain su vidljive preko njegovog dijagrama, pa prema vrsti

    dijagrama izlaznog signala i mjerne veliine senzori mogu biti s:

    - neprekidnom linearnom karakteristikom

    - neprekidnom nelinearnom karakteristikom

    - prekidnom viestupanjskom karakteristikom

    - prekidnom dvostupanjskom karakteristikom, (slika 2.3.).

    Slika 2.3. Dijagrami senzora, mjerna veliina izlazni signal

    (a) S X

    (b) S X

    (c) S X

    (d) S X

    S izlazni signal X mjerna veliina (a) neprekidna linearna (b) neprekidna nelinearna (c) prekidna viestupanjska (d) prekidna dvostupanjska (s histerezom)

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    4 Mr.sc. Miroslav Grubii

    Prema opskrbi elektrinim naponom senzori se dijele na aktivne, dakle one koji rade bez opskrbe

    naponom i pasivne, one za iji rad je neophodna opskrba naponom. Na slici 2.4. su prikazani

    primjeri aktivnih senzora, a slika 2.5. prikazuje pasivne senzore. Ova podjela senzora u praksi se

    ne koristi tako esto.

    Senzor kuta zakretanja

    Senzor broja okretaja

    Senzor nagiba

    Slika 2.4. Aktivni senzori

    Senzor ubrzanja (Crash senzor)

    Mjera protoka zraka

    Senzor razine tekuine

    Slika 2.5. Pasivni senzori

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    5 Mr.sc. Miroslav Grubii

    Najdetaljnija podjela senzora, a ujedno i najee koritena, izvrena je prema njihovoj namjeni.

    Razliite vrste potreba za dojavljivanjem i mjerenjem odreenih veliina stanja kao to su

    poloaj, brzina, tlak, protok, temperatura, snaga i slino, dovele su do toga da se senzori

    klasificiraju prema namjeni. U tablici 2.1. prikazana je takva podjela senzora, a navedeni su i

    osnovni predstavnici svake pojedine skupine.

    Tablica 2.1. Podjela senzora prema namjeni

    Skupine senzora prema namjeni Predstavnici skupine

    Senzori poloaja Hall-ov senzor, senzor kuta zakretanja, ultrazvuni senzor, GPS,

    Senzori brzine vrtnje i brzine kretanja Senzor broja okretaja, senzor okretanja oko osi,

    Senzori ubrzanja i vibracija Senzor detonirajueg izgaranja u motoru, senzor sustava zranih jastuka,

    Senzori tlaka Senzor tlaka u usisnoj cijevi motora, senzor tlaka goriva, senzor tlaka klima sustava,

    Senzori protoka Mjera protoka mase zraka s vruim filmom u usisnoj cijevi motora,

    Senzori plinova i njihove koncentracije Lambda sonda, senzor kvalitete zraka, NOx senzor,

    Senzori temperature Senzor temperature rashladne tekuine motora, senzor temperature ispunih plinova,

    Senzori sile i okretnog momenta Senzor sile koenja, senzor momenta zakretanja upravljaa,

    Optiko-elektroniki senzori Senzor kie za vjetrobransko staklo, senzor zaprljanosti prednjih svjetala,

    Senzori koji se koriste u sustavima motornih vozila slijede trend prema veoj integraciji

    procesiranja u samom senzoru, tj. postoji tenja za postizanjem veeg stupnja obrade signala

    unutar samog senzora. Gledajui u tom pravcu, postoje etiri tipa senzora ovisno o razini

    senzorske integracije, slika 2.6. Konvencionalni sustav predstavlja analogni senzor kod kojeg se

    signal alje prema upravljakom ureaju putem jednostavnog ianog sklopa. Ova tehnologija

    vrlo je podlona interferenciji, tj. osjetljiva je na smetnje. U prvom stupnju integracije senzora

    obrada analognog signala zadatak je samog senzora, to smanjuje podlonost smetnjama. Na

    drugom stupnju integracije obrada signala takoer se vri unutar senzora, ali pored te obrade

    senzor provodi i pretvaranje analognog u digitalni signal. Ovakav senzor je kompatibilan sa

    sabirnicom podataka vozila (npr. CAN Bus) i stoga postaje otporan na smetnje. Trei stupanj

    integracije podrazumijeva senzor koji provodi obradu analognog signala, pretvaranje signala iz

    analognog u digitalni oblik, ali i ukljuuje inteligenciju u obliku mikroraunala kao dijela

    senzora. Zbog toga se ovakvi senzori nazivaju jo i "inteligentni senzori". Oni takoer vre

    razmjenu informacija sa sabirnicom podataka, a otporni su na smetnje. Ispitivanje signala

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    6 Mr.sc. Miroslav Grubii

    senzora treeg stupnja integracije ne moe se provoditi uobiajenim mjernim ureajima, ve je

    za to potrebna sofisticirana oprema.

    Senzori Nain prijenosa podataka Upravljaki ureaj

    Konvencionalni sustav

    Osjetljiv na smetnje

    (analogni)

    SG

    1. stupanj integracije

    Neosjetljiv na

    smetnje (analogni)

    SG

    2. stupanj integracije

    Bus

    Otporan na smetnje

    (digitalni)

    SG

    3. stupanj integracije

    Bus

    Otporan na smetnje

    (digitalni)

    SG

    SE senzori, SA Obrada signala, AD analogno-digitalni pretvara, SG upravljaki ureaj, MC mikro raunalo

    Slika 2.6. Stupnjevi integracije senzora

    2.1.2. Upravljaki ureaj

    Svaki elektroniki upravljani sustav u motornim vozilima posjeduje svoj upravljaki ureaj

    (njem. Steuergert SG, engl. Electronic Control Unit ECU). Strani nazivi za upravljaki

    ureaj se veoma esto koriste i u domaoj literaturi. Upravljaki ureaj prima elektrine signale

    od senzora koje potom koristi u obraunu u cilju dobivanje izlaznih upravljakih signala koji se

    prosljeuju aktuatorima. Bez obzira o kojem se elektronikom sustavu vozila radi, struktura i

    funkcija svakog upravljakog ureaja je ista. Pred upravljake ureaje koji se ugrauju u

    motorna vozila postavljeni su veoma veliki zahtjevi po pitanju razliitih optereenja koja moraju

    izdrati. Oni moraju sigurno i ispravno raditi u svim uvjetima eksploatacije vozila, pa i u onim

    najekstremnijim kao to su:

    - vanjska temperatura od 40C do +60C

    - nagla temperaturna promjena

    - doticaj s pogonskim gorivom, uljima i dr.

    - vlaan okoli

    - mehanike vibracije koje proizvodi rad motora

    - elektromagnetska polja.

    SA AD SE

    SE SA AD

    SE SA AD

    SE SA AD MC

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    7 Mr.sc. Miroslav Grubii

    Iz ovih razloga, proizvodnja upravljakih ureaja za motorna vozila je vrlo zahtjevna, a ureaji

    su dosta skupi.

    Elektroniki sklop upravljakog ureaja nalazi se u zatitnom metalnom kuitu, a pojedini

    upravljaki ureaji imaju kuite od otpornih umjetnih materijala. Senzori i aktuatori se preko

    snopova kabela, tj. elektrinih vodia, prikljuuju na upravljaki ureaj preko viekontaktnog

    konektora. Preko tog konektora vri se i opskrba naponom upravljakog ureaja. Pojedini

    upravljaki ureaji imaju vie od jednog viekontaktnog konektora. Slika 2.7. prikazuje razliite

    vrste upravljakih ureaja koji se koriste u sustavima motornih vozila.

    Upravljaki ureaj Diesel Motora Upravljaki ureaj elektrine mree vozila

    Upravljaki ureaj sustava komfora Upravljaki ureaj zranih jastuka

    Slika 2.7. Razliite vrste upravljakih ureaja u sustavima motornih vozila

    Elektrini signali senzora, koji se prosljeuju upravljakim ureajima i njima predstavljaju

    ulazne signale, mogu imati tri razliita oblika. Ti ulazni signali mogu biti:

    - analogni ulazni signali

    - digitalni ulazni signali

    - pulsni ulazni signali.

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    8 Mr.sc. Miroslav Grubii

    Analogni ulazni signal moe biti bilo koja vrijednost napona iz odgovarajueg podruja

    mjerenja, na primjer masa zraka, tlak u usisnoj cijevi, temperatura rashladnog sredstva i slino.

    Analogni signal se mora pretvoriti u digitalni kako bi ga upravljaki ureaj mogao dalje

    obraivati.

    Digitalni ulazni signal poznaje samo dva stanja 1 (High) i 0 (Low). Najbolji primjer ulaznog

    digitalnog signala je obini prekida sa svoja dva stanja, ukljueno (1) i iskljueno (0). Ovakav

    signal moe se izravno preuzeti od strane upravljakog ureaja u daljem postupku obrade

    ulaznih signala.

    Pulsni ulazni signal nastaje od induktivnih senzora koji donose informacije o broju okretaja. Kod

    ovakvih ulaznih signala upravljaki ureaj najprije provodi suzbijanje impulsnih smetnji, a

    potom ih pretvara u pravokutne digitalne signale.

    Na slici 2.8. prikazan je postupak obrade signala u upravljakom ureaju. Bez obzira o kojem

    sustavu s elektronikim upravljanju se radi postupak obrade signala unutar upravljakog ureaja

    se provodi uvijek na isti nain.

    Slika 2.8. Obrada signala u upravljakom ureaju

    Unutar upravljakog ureaja nalazi se modul za pripremu signala, iji je osnovni zadatak izvriti

    pripremu ulaznih signala kako bi se mogla provesti njihova daljnja obrada. Ovdje se svi ulazni

    signali radi zatite ograniavaju na doputeni prag napona, potom se vri filtriranje korisnog

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    9 Mr.sc. Miroslav Grubii

    signala od smetnji, a ponekad je potrebno izvriti i pojaavanje signala. Tako pripremljeni signali

    se prosljeuju mikrokontroleru, najvanijem elementu svakog upravljakog ureaja (slika 2.8.).

    U ovisnosti o ranije opisanom stupnju integracije senzora (slika 2.6.), priprema signala se moe

    djelomino ili u cijelosti odvijati unutar samog senzora.

    Mikrokontroler upravlja odvijanjem zadanih funkcija unutar upravljakog ureaja, a sainjavaju

    ga slijedee meusobno povezane komponente:

    - sredinja jedinica za obradu (CPU Central Processing Unit)

    - ulazni i izlazni kanali

    - programska memorija (ROM, EPROM ili Flash-EPROM)

    - podatkovna memorija (RAM)

    Sredinja jedinica za obradu ima dva glavna zadatka. Prvi je obrada podataka, po emu je

    jedinica i dobila ime. Obrada podataka ukljuuje obavljanje aritmetikih i logikih operacija s

    podacima, te druge mogue operacije na podacima koje se vre pod nadzorom programa. Drugi

    vaan zadatak je nadzor i usklaivanje djelovanja cjelokupnog sustava. Svaki mikrokontroler

    ima svoje ulazne i izlazne kanale, ija svrha je omoguavanje prometa podataka. Preko ulaznih

    kanala se primaju podaci od senzora, a ukoliko su ti podaci analogni signali vri se

    preusmjeravanje prema analogno-digitalnom pretvarau (A/D pretvara). Preko izlaznih kanala

    formirani izlazni signali se predaju modulu izlaznog stupnja. Izlazni kanali takoer slue za

    povezivanje sa drugim upravljakim ureajima, kao i sa vanjskim dijagnostikim ureajem.

    Mikrokontroleru je za njegov rad potreban radni program, to u biti predstavlja software u obliku

    binarnih brojevnih vrijednosti. Taj program je pohranjen u programskoj memoriji (ROM), to

    predstavlja memoriju u koju su jednom zapisani podaci da bi se poslije mogli samo itati. Vrlo

    esto se deava da se, nakon to je proizveden automobil, javi potreba za izmjenom programa

    upravljakog ureaja radi odreenih poboljanja sustava kojim ureaj upravlja. Da bi se to

    omoguilo mikrokontroler sadri Flash-EPROM memoriju, kod koje je mogue elektrinim

    putem izvriti brisanje podataka. Postupak se izvodi tako to se eksterno raunalo (najee

    dijagnostiki ureaj) spaja, preko dijagnostikog prikljuka u vozilu, na upravljaki ureaj kojem

    treba izmijeniti program i zahvaljujui Flash-EPROM memoriji izvodi se reprogramiranje

    postojeeg programa. Podatkovna memorija (RAM) je memorija mikrokontrolera sa slobodnim

    pristupom, u koji se mogu upisivati podaci i iz nje isti itati onoliko puta koliko se to eli.

    Meutim, ukoliko se upravljakom ureaju prekine napajanje elektrinom energijom pohranjeni

    podaci u RAM memoriji se gube. Stoga je potrebno, kod ponovne uspostave opskrbe

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    10 Mr.sc. Miroslav Grubii

    elektrinom energijom, izvriti pohranjivanje adaptacijskih vrijednosti, kako bi sustav s

    elektronikim upravljanjem radio ispravno.

    U motornim vozilima postoje vane adaptacijske vrijednosti koje se ne smiju izgubiti, pa ni

    prilikom odvajanja upravljakog ureaja iz vozila ili u sluaju prekida opskrbe naponom zbog

    odvajanja akumulatora (baterije) vozila. Takve vrijednosti su npr. kodovi sustava protiv krae

    vozila i oni moraju biti pohranjeni u jednu trajnu memoriju. EEPROM upravo predstavlja jednu

    takvu memoriju, kod koje se elektronikim putem podaci mogu brisati i ponovo programirati.

    Stoga EEPROM predstavlja vanu komponentu unutar upravljakog ureaja.

    Upravljaki ureaj posjeduje i jedan modul za nadzor. Mikrokontroler i modul za nadzor se

    obostrano nadgledaju kroz jednu igru pitanja i odgovora. Ukoliko se prepozna greka,

    mikrokontroler i modul za nadzor mogu, neovisno jedan od drugog, uvesti odgovarajuu

    zamjensku funkciju.

    Nakon obrade signala mikrokontroler generira izlazne signale. On usmjerava izlazne signale na

    modul izlaznog stupnja (komponenta unutar upravljakog ureaja, slika 2.8.), koji obino

    isporuuje dovoljno snage za izravno prikljuenje aktuatora. Takoer postoji mogunost, da za

    naroito velike potroae struje (npr, ventilator za hlaenje motora) modul izlaznog stupnja

    upravlja relejom koji ukljuuje odreeni aktuator. Modul izlaznog stupnja je zatien od kratkog

    spoja i od toplinskog preoptereenja.

    Izlazni signal upravljakog ureaja predstavlja elektrini napon, obino u rasponu od 0-5 V, a

    zatim se ovaj napon podie, ukoliko je potrebno, u modulu izlaznog stupnja kako bi se vrilo

    ukljuivanje aktuatora. Druga vrsta izlaznih signala upravljakog ureaja, koji se koriste za

    ukljuivanje i pokretanje aktuatora, predstavljaju PWM signali [16], [17] tj. pulsno irinska

    modulacija (PWM Pulse Width Modulation). Pulsno irinska modulacija je tehnika dobivanja

    analognih vrijednosti preko digitalnih oblika. PWM signali su pravokutnog oblika sa

    konstantnom frekvencijom i promjenljivim vremenom ukljuenja, (slika 2.9). Pravokutni signal

    se mijenja izmeu dva stanja "ima signala" i "nema signala", dakle ukljueno i iskljueno

    (on/off). Ovaj nain rada moe uiniti simulaciju napona koji se mijenja izmeu stanja kada

    signal ima najviu vrijednost (5 V) i stanja kada signal ima minimalnu vrijednost (0 V), tako da

    se mijenja dio vremena u kojem ima signala i vremena u kojem nema signala. Trajanje vremena

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    11 Mr.sc. Miroslav Grubii

    u kojem ima signala naziva se irina pulsa. Dobivanje razliitih analognih vrijednosti postie se

    modulacijom irine pulsa.

    Slika 2.9. Pulsno irinska modulacija (PWM)

    Radni omjer pulsno irinske modulacije definiran je slijedeim izrazom:

    13

    12

    tt

    tt

    T

    tU

    (2.1)

    Navedeni radni omjer izraava se u postocima i moe postii vrijednost izmeu 0% i 100%,

    ovisno o vrijednosti veliine tU. Zahvaljujui PWM izlaznim signalima, omogueno je

    upravljakom ureaju vrlo brzo i periodino ukljuivanje aktuatora u tono odreeno vrijeme i

    isto tako iskljuivanje aktuatora.

    Pored spomenutih komponenti (hardware), vani segment svakog upravljakog ureaja, bez

    kojeg on ne bi mogao funkcionirati, je i njegov program (software). Izrada programa za

    upravljake ureaje u motornim vozilima odvija se u est faza:

    - analiza potreba

    - definiranje zadatka

    - koncipiranje programa

    T

    tU

    tU

    T

    t1 t2 t3 t4

    t1 t2 t3 t4

    T period tU vrijeme "ukljueno"

    Vrijeme t

    Napo

    nski sig

    nal

    On

    Off

    On

    Off

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    12 Mr.sc. Miroslav Grubii

    - kodiranje u raunalnom jeziku

    - osiguravanje ispravnosti i otklanjanje pogreaka

    - rad i odravanje.

    Navedenih est faza ne treba promatrati izolirano, jer izrada programa esto zahtjeva ponavljanje

    odreenih postupaka, nekad i vie puta.

    2.1.3. Aktuatori

    Unutar svakog elektroniki upravljanog sustava motornog vozila aktuatori predstavljaju

    neizostavne komponente. Aktuatori predstavljaju izvrne ureaje koji pretvaraju jedan oblik

    energije u drugi. Aktuatori su u principu ureaji koji elektrinu i fluidnu energiju pretvaraju u

    mehaniku energiju, kao to je kretanje i zakretni moment. Razina izlazne energije mnogo je

    vea od razine energije ulaznog signala u aktuator. Osnovna klasifikacija aktuatora izvrena je

    upravo prema principima promjene oblika energije, tako da se aktuatori dijele na

    elektromehanike, hidraulike, pneumatske i termike aktuatore (slika 2.10).

    Slika 2.10. Podjela aktuatora prema principima promjene oblika energije

    Elektromehaniki aktuatori su najee koriteni aktuatori u sustavima motornih vozila s

    elektronikim upravljanjem, a kod njih se upravljaki elektrini signali pretvaraju u mehaniko

    kretanje. Sastoje se iz tri dijela i to izvrnog motora (pogon), mehanikog prijenosnika i izvrnog

    elementa (zaklopka, ventil itd). Kada izvrni element obavlja translacijsko kretanje, u svojstvu

    mehanikog prijenosa koristi se puni prijenos ili nazubljena letva, koji rotacijsko kretanje

    motora pretvaraju u translacijsko kretanje radnog mehanizma. Pored velike primjene

    Aktuatori u motornim vozilima

    Elektromehaniki Hidrauliki Pneumaski Termiki

    Istosmjerni elektromotor, Korani elektromotor, Elektromagnet,

    Hidraulika pumpa, Hidrauliki ventil, Hidrauliki cilindar,

    Regulacijski pneumatski ventil, Pneumatski regulator zaklopki,

    Bimetal, Termostat,

  • AUTOMOBILSKI MEHATRONIKI SUSTAVI - UVOD

    13 Mr.sc. Miroslav Grubii

    istosmjernih elektromotora za pogon aktuatora, korani motori postaju sve popularniji kao

    izvrni ureaji u motornim vozilima. Korani motor je elektromotor bez etkica i svoju primjenu

    nalazi kada je potrebno tono upravljanje brzinom i pozicijom. Ovakvim motorima se moe

    neposredno upravljati digitalnim raunalom, tj. upravljakim ureajem odreenog sustava u

    vozilu. Korani motori predstavljaju elektromehanike pretvarae energije, koji pulsnu, odnosno

    koranu elektrinu pobudu pretvaraju u korani mehaniki pomak (odakle i potjee njihov

    naziv), u rotacijsko ili translacijsko kretanje. Razlog sve vee primjene koranih motora u

    motornim vozilima lei u njegovim prednostima kao to su male dimenzije, niska cijena, velike

    funkcijske mogunosti, kut i brzina rotacije motora su proporcionalni ulaznim impulsima,

    jednostavna konstrukcija koja ne zahtjeva odravanje, velika pouzdanost, dug ivotni vijek i

    drugo. Iz skupine elektromehanikih aktuatora veliku primjenu u motornim vozilima imaju i

    elektromagneti, koji se najee koriste za aktiviranje razliitih vrsta ventila. Upravo preko

    elektromagnetnih aktuatora upravljaki ureaji u vozilu preuzimaju aktivaciju odreenih

    hidraulikih i pneumatskih ventila, pa je tako mogue odbaciti tehniki veoma sloeno

    hidrauliko i pneumatsko upravljanje.

    S obzirom da postoji veliki broj aktuatora u motornim vozilima i izvedbe tih aktuatora ovisno o

    njihovoj funkciji su veoma razliite. Tako je radi boljeg pregleda zgodno aktuatore podjeliti

    prema klasama snage, kako je to prikazano u tablici 2.2.

    Tablica 2.2. Podjela aktuatora prema klasama snage

    Klasa snage Jakost elektrine struje

    aktuatora I Predstavnici klase

    Klasa I do 1 A Releji, analogni i digitalni pokazivai,

    Klasa II od 1 A do 5 A Mali motori, npr. za podeavanje osvrtnih ogledala, za podeavanje visine svjetlosnog snopa svjetala,

    Klasa III od 5 A do 20 A Grijai za predgrijavanje Diesel motora, motori ventilatora, grijai zadnjeg stakla,

    Klasa IV iznad 20 A Grijai vjetrobranskog stakla, grijai za predgrijavanje katalizatora,