Skrip Tael Tec

  • View
    343

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of Skrip Tael Tec

  • Motori sa elektronskim ubrizgavanjem

    Autor: Neboja Ostojic tel. 011 870 1519 064 2083 897 ostojicn@sezampro.yu 2

    Oblast koju emo obraditi u ovoj knjizi je izuetno obimna i podlona promenama iz dana u dan. Ovo je pokuaj da se mnotvo informacija uoblii u jednu korisnu knjigu ili prirunik. Na prostorima bive Jugoslavije, kojima je ova knjiga namenjena, je dolo do uvoza jako velikog broja automobila sa sistemima elektronskog ubrizgavanja. Da bi se otklonili kvarovi na takvim automobilima, potrebno je dosta znanja. Ako u obzir uzmemo i jeziku barijeru, informacije koje su dostupne preko Interneta su razumljive manjem broju ljudi. Serviseri imaju problem i prilikom nabavke dijagnostike opreme, opet zbog malog broja dostupnih informacija. Zato se neretko mogu uti komentari da se takvi motori ne popravljaju, da je to crna kutija i slino. Majstori starog kova su navikli da motore podeavaju na uvo, to je danas zaista nemogue. Pogotovo ako znamo da skuplji modeli automobila danas imaju najmanje trideset razliitih elektronskih podsistema u vozilu. Kompjuterska dijagnostika je realnost, a beina dijagnostika unutar ovlatenih servisa je, u nekim sluajevima, dostupna i kod nas.

    Obzirom da je materija dosta obimna, ponimo odmah. Malo istorije. Na prvim mehanikim sistemima za ubrizgavanje goriva se poelo raditi od 1883 godine. Pioniri na tom polju su bili Edward Butler i Deutz. Poetak dvadesetog veka je bio obeleen ratovima i tehnikim unapre2enjima. Malo pre Drugog svetsko rata, Nemaka je anagaovala Roberta Boscha i njegovu kompaniju na razvoju sistema za ubrizgavanje goriva na avionima. Jedan od prvih koji su imali taj sistem je poznati lovac Mesermit ME 109. Saveznici su, za to vreme, pokuavali da ovaj sistem razrade za upotrebu na svojim tenkovima.

    Nakon rata, avio industrija se okrenula mlaznim motorima i napustila klipne motore. Auto-industrijom su vladali karburatori. Poneki od proizvo2aa su pravili manje ili vie uspene izlete sa svojim sistemima, pa je teko rei koji je prvi pravi automobil ili motor gde su primenjena elektronska reenja koja imamo i danas. Na to je uticao i razvoj poluprovodnika, cena tih komponenti i konana cena automobila. Prema podacima BMW-a, prvi industrijski primenjen elektronski sistem za ubrizgavanje goriva je bio DME, i to 1979 godina, na modelu BMW 633 CSi. Zapremina motora je bila 3210 kubnih centimetara, a DME sistem se koristio na svim automobilima serije 6. Drugi znaajan pomak se desio 1986 godine, uvo2enjem DME III sistema, sa preko 30 senzora koji prate rad motora.

    Za svakog proizvo2aa automobila se ovi podaci razlikuju, ali moemo rei da su osamdesete oznaile prekretnicu u auto-industriji, na polju primene elektronike. Veliki doprinos ovome je dala i naftna kriza sedamdesetih, koja je konstruktore primorala na nova reenja.

    Obzirom da proizvo2ai imaju razliite oznake za sline sisteme ( ECU, EFI, DME ), usvojiemo oznaku ECU koja oznaava Kontrolnu jedinicu motora, odnosno motor koji poseduje elektronsko upravljanje i nadzor. Princip rada motora sa ECU sistemom

    ECU je mikroprocesorski sistem koji upravlja pripremom gorive smee, paljenjem smee, nadgleda sastav izduvnih gasova i obavlja brojne druge funkcije ( ako su na automobilu ugra2eni sistemi protiv blokiranja tokova, proklizavanja, vazduni jastuci i slino ). ECU tako2er priprema podatke za putni raunar, na ijem ekranu moemo proitati prosenu potronju goriva, kilometrau koju moemo prei sa preostalim gorivom, prosenubrzinu, vanjsku temperaturu i slino.ECU jedinica neprestano prati parametre motora kao to su temperatura motora, brzina vozila, koliina usisanog vazduha, sastav izduvnih gasova, poloaj papue gasa, a u nekim sluajevima atmosferski pritisak i visinu. ( Ako se automobil kree planinskim putevima,

  • Motori sa elektronskim ubrizgavanjem

    Autor: Neboja Ostojic tel. 011 870 1519 064 2083 897 ostojicn@sezampro.yu 3

    smanjuje se koliina vazduha koja prolazi kroz turbokompresor. Da bi se izbeglo pregrevanje istog, on se iskljuuje ). ECU jedinica na osnovu tih podataka fino podeava rad motora nekoliko desetina puta u sekundi da bi se obezbedile maksimalne performanse. Ukoliko se neki od senzora pokvari, ECU jedinica prelazi na poseban sigurnosni reim rada. Motor i dalje nastavlja sa radom, sa neto smanjenim performansama. Dananje ECU jedinice tako2er poseduju i OBD prikljuak, koji omoguava prikljuenje dijagnostikih ure2aja.

    Dva glavna zadatka koja ECU mora obaviti su da u komoru za sagorevanje ubrizga odgovarajuu koliinu goriva, i da gorivu smeu zapali u pravom trenutku. Da bi ispunio ove zadatke ECU prima informacije preko senzora u motoru. Ipak, tri podatka su osnovna :

    - koliinu vazduha koja ulazi u motor - poloaj leptira za gas - broj obrtaja motora

    Na osnovu informacija o protoku vazduha i broja obrtaja, ECU jedinica oitava

    podatke iz svoje memorije ( tzv. tabela goriva ), da bi odredila koliko dugo treba svaka od brizgalica da bude otvorena. to je brizgalica due otvorena, vea koliina goriva se ubrizgava. U gradskom reimu rada motora ( srednji reim optereenja ), ECU jedinica u obzir uzima i signale koji dolaze sa Lambda sonde. Lambda sonda meri koliinu oksigena koja se nalazi u izduvnim gasovima. Na osnovu svih tih podataka svaki cilindar dobija optimalnu smeu.

    U sluaju kvara na ECU jedinici, ona sama pokuava da zaobi2e problem kako bi motor nastavio sa radom. Postoji mogunost samodijagnoze i samopodeavanja, termini koje

    emo objasniti kasnije.

    Srce ECU jedinice je poluprovodniki mikroprocesor. To je integralno kolo koje moe da obavlja razliite aritmetike operacije velikom brzinom. Okvirno, taj broj se u klasinim automobilima kree do 10 miliona operacija u sekundi, a sistemi pojedinih entuzijasta koriste i bre procesore. Uz brzinu, veoma je vana i pouzdanost. Radni vek procesora je oko 150.000 sati, dok se za automobile oekuje samo 4000 sati rada. Na sledeoj slici je prikazan raspored komponenti ECU sistema : 1. Rezervoar sa gorivom 13. Lambda sonda 2. Pumpa za gorivo 14. Termo-prekida3. Filter goriva 15. Senzor temperature motora 4. Regulator pritiska 16. Ventil praznog hoda 5. Priguiva 17. Senzor mrtve take 6. Kontrolna elektronska jedinica ( ECU ) 18. Glavni relej 7. Razvodnik paljenja 19. Relej pumpe za gorivo 8. Brizgalica goriva 9. Brizgalica za hladan start 10. Leptir gasa 11. Prekida leptira gasa 12. Mera protoka vazduha ( protokomer )

  • Motori sa elektronskim ubrizgavanjem

    Autor: Neboja Ostojic tel. 011 870 1519 064 2083 897 ostojicn@sezampro.yu 4

    Malo o Lambda sondi -

    Kao to smo ve nekoliko puta ponovili, za pravilan rad motora neophodno je da pripremiti pravilnu smeu, odnosno smeu sa odgovarajuim odnosom vazduha i goriva. Teoretski, najoptimalniji je odnos od 14.7 delova vazduha i jednog dela vazduha, koji se jo naziva i stohiometrijski odnos. Konkretno, to bi znailo 14.7 kg vazduha za sagorevanje 1 kg goriva, ili 9500 litara vazduha za jedan litar goriva.

    Kvalitet smee direktno utie na potronju motora. U praktinim uslovima potrebno je uzeti u obzir jo i zapaljivost smee i vreme potrebno za sagorevanje iste. Smea tako2er utie i na kvalitet rada modernih katalizatorskih preistaa. Moderni trostepeni katalizatorski preistai rade najoptimalnije upravo sa stohiometrijskom smeom, i tada se postotak njihovog korisnog delovanja penje na 98%. Moderni motori zato prelaze na reim rada sa stohiometrijskom smeom im se za to steknu uslovi tj. temperatura motora, usisnog vazduha i rashladne tenosti. Oznaka je uvedena kako bi se izmerio odnos izme2u smee koja trenutno izgara u cilindru i stohiometrijske smee ( 14.7 : 1 ).

    je odnos mase vazduha u pripremljenoj smei i mase vazduha u stohiometrijskoj smei

    = 1 , predstavlja koliinu vazduha koja je jednaka onoj u teoretski optimalnoj smei

  • Motori sa elektronskim ubrizgavanjem

    Autor: Neboja Ostojic tel. 011 870 1519 064 2083 897 ostojicn@sezampro.yu 5

    < 1 , predstavlja manjak vazduha, to povlai za sobom stvaranje bogatije smee. maksimalna snaga motora se ostvaruje pri = 0.85 do 0.95

    > 1 , u ovom reimu rada se stvara siromana smea, sa vikom vazduha. To smanjuje potronju goriva i smanjuje snagu. Postoji i maksimalna vrednost za vrednosti vee od 1, koja se naziva granica siromane smee . Ona je definisana konstrukcionim reenjima motora i hemijskim gorionim procesima. Ako se ova granica prekorai moe doi do nemogunosti paljenja gorive smee, nepravilnog i potpunog prestanka rada motora.

    Kod motora koji ubrizgavaju gorivo direktno u kompresionu komoru, faktor moe dostii faktor 4. Ovo je jako visoka vrednost, koja za rezultat ima jako malu potronju goriva. Kod motora koji gorivo ubrizgavaju u usisnoj grani, maksimalna snaga se postie za faktor = 0.85 do 0.95, a minimalna potronja goriva pri faktoru = 1.1 do 1.2.

    ECU sistem treba da obezbedi optimalan sastav smee kako bi motor u svakom reimu rada radio optimalnom snagom. Tada je i emisija tetnih materija u izduvnim gasovima minimalna. U protivnom doi e do kondenzacije kapljica goriva. One neepravilno sagoreti, i automatski e se poveati koliina izduvnih materija.

    Postoje dva osnovna tipa Lambda sondi, cirkonijumske i titanijumske ( Titania ). Titanijumske sonde se koriste u jako malom broju vozila, tako da ih neemo detaljno obra2ivati.

    Cirkonijumska sonda se satoji od elinog kuita sa navojem. Unutar metalnog vrha sa prorezima se nalazi uplji konusni element napravljen od cirkonijum-dioksida ( vrsta keramikog matreijala ), koji je sa vanjske i unutranje strane obloen tankim slojem mikro-porozne platine. Vanjski sloj je izloen strujanju vrelih izduvnih gasova, dok je unutranji sloj izloen vazduhu i prikljuen na elektrini vod koji ide do ECU jedinice. To je galvanski element. Cirkonijum-dioksid se ponaa kao elektrolit, a platinumski slojevi su