Elektronski sistemi paljenja i ubrizgavanja - Diplomski rad - Opel Zafira B

1

1. Uvod

Cilj ovog rada su analiza i proučavanje elektronskog sistema za upravljanje radom motora

CR/EDC 16C-9, kao i svih njegovih elemenata (senzora, aktuatora...). Ovo je ostvareno analizom

komunikacionih i osciloskoposkih merenja koja su izvršena na vozilu kao i uopštenim

proučavanjem i obradom pojedinih podsistema.

Vozilo koje je tema ovog diplomskog rada, koristi dizel motor Z19 DTH sa snagom od 110 kw, i

zapreminom od 1990 cc, čijim radom upravlja elektronska centralna jedinica Bosch EDC 16C 9.

Ovo vozilo ima common rail sistem ubrizgavanja sa bosch CP1H pumpom visokog pritiska.

Opel Zafira B je automobil koji je prvi put prikazan u evropi u 2004 godini, a sa prodajom je

počeo 2005. Dok je prva generacija motora koji koristi dosta starija od toga. U pitanju je motor

iz Fijatove porodice JTD (skraćenica od uniJet Turbo Diesel) motora koja je počela da se

proizovdi još 1997 godine. Motor ugrađen u ovaj automobil pripada drugoj generaciji tih motora

a radi se o Opelovoj verziji tog motora, tj o CDTI Ecotec motoru gde je Ecotec skraćenica od

Emissions Control Optimisation TEChnology, a odnosi se na seriju tehnologija primenjenih u

optimizaciji kontrole izduvnih gasova. Osim u Zafiru B Opel je ove motore još ugrađivao i u

Vektru, Signum, Astru, a ugrađivani su i u mnoge Fijatove i SAAB-ove automobile, jer su se

pokazali kao pouzadni motori.

2

2. Osnovni podaci o vozilu:

Težina i dimenzije Dužina 4476 (mm)

Širina 1801 (mm)

Visina 1635 (mm)

Međuosovinsko rastojanje 2703 (mm)

Težina praznog vozila 1528 (kg)

Maksimalna dozvoljena težina 2205 (kg)

Zapremina rezervoara 58 (l)

Zapremina prtljažnika 140 (l)

Maksimalna zapremina prtljažnika 1820 (l)

Dozvoljen tovar 677 (kg)

Dozvoljeno opterećenje krova 75 (kg)

Dozvoljeno opterećenje vučne kuke 75 (kg)

Radijus okretanja 11,1 (m)

Trag točkova napred 1488 (mm)

Trag točkova nazad 1510 (mm)

Preformanse Maksimalna brzina 198 (km/h)

Ubrzanje 0-100 km/h 10,7 (s)

Potrošnja

3

Prosečna potrošnja u gradu 9,8 (l/100km)

Prosečna potrošnja van grada 5,7 (l/100km)

Kombinovana potrošnja 7,2 (l/100km)

Motor Oznaka motora Z19 DTH

Zapremina 1990 (cc)

Prazan hod 750 - 1050 (rpm)

Kompresioni pritisak 24 - 32 (bar)

Max. gubitak kompresije između cilindara 25 (%)

Diferencioni limit između cilindara < 1.5 (bar)

Pritisak ulja ( pri 100 C ) > 1.0 / 850 (bar/rpm), >4.0 / 4000 (bar/rpm)

Maksimalna snaga 110 (kw)

Maksimalna snaga 150 (KS)

Maksimalni obrtni moment 320 (Nm)

Motor (Dizel) Centralni računar Bosch CR/EDC 16C-9

Sistem ubrizgavanja Common rail

Pumpa visokog pritiska Bosch CP1H

Pumpa visokog pritiska (pritisak) 1350 / 2220 (bar/rpm)

Pumpa niskog pritiska (pritisak) < 8.5 (bar)

Brizgaljke Bosch CRIP 2 - MI

Broj cilindara 4 / DOHC

Broj ventila po cilindru 4

Prečnik x hod klipa 82.0 x 90.4 (mm)

Sistem otvaranja ventila OHC

Stepen kompresije 17.5 : 1

Redosled ubrizgavanja 1 - 3 - 4 - 2

Maksimalni rail pritisak 1600 (bar)

Izduvni gasovi (manualna transmisija) Standard Euro 4

CO2 (Prosečno) 165 g/km

CO 0.114 g/km

NOx 0.221 g/km

HC NOx 0.237 g/km

4

Izduvni gasovi (automatska transmisija) Standard Euro 4

CO2 (Prosečno) 191 - 194 g/km

CO 0.016 g/km

NOx 0.217 g/km

HC NOx 0.225 g/km

Čestice 0.001 g/km

Akumulator i Alternator Akumulator 60 Ah

Akumulator Opciono 70 Ah

Alterantor 100 A

Alterantor Opciono 140 A

5

3. Uopšteno o načinu rada pojedinih sistema na ovom vozilu

U ovom prvom delu biće uopšteno izložen sistem rada ECU i način rada common rail sistema,

dok će ostali sistemi i senzori biti detaljno obrađeni kroz ostatak rada, vezano za konkretna

merenja na ovom vozilu.

3.1 ECU (Engine Control Unit) – Upravljačka jedinica motora

Slika 1 - Primer funkcionisanja ECU

Motorni računar (ECU - electronic control unit) je mikroprocesorski sistem koji potpuno

upravlja radom motora. Sastoji se od ulazne jedinice koja prikuplja ulazne vrednosti kao što su:

temperatura motora, temperatura ulaznog vazduha, broj obrtaja motora, zapremina ili masa

usisanog vazduha, brzina vozila, sastav izduvnih gasova, opterećenje motora i mnoge druge.

Prikupljeni podaci se u AD konvertorima pretvaraju u digitalne vrednosti . Mikroprocesor

obrađuje primljene vrednosti i na osnovu njih određuje izlazne parametre kao što su: vreme

otvaranja brizgaljki, ugao palenja itd. Podaci se ažuriraju i obradjuju i po nekoliko desetina puta

u sekundi. Vrednosti se iz digitalnog oblika pretvaraju u analogni, pojačavaju i vode na izlazne

pinove računara a odatle na izvršne elemente (brizgaljke, bobine, koračne motore itd).

Ukoliko se neki od senzora pokvari, ECU jedinica prelazi na poseban, siguronosni režim rada -

Safe Mode. Motor i dalje nastavlja sa radom, ali sa smanjenim performansama.

6

Dobar primer rada ECU se može videti na blok šemi, preuzetoj iz Opel TIS-a:

Slika 2 - Blok dijagram sistema Z19DTH, EDC 16 C39 - gornji deo

B22 Senzor pozicije pedalje gasa

B23 Senzor spoljne temperature

B28 Senzor pozicije bregaste

B30 Senzor pozicije radilice

S41 Prekidač kvačila

Sa jedne strane imamo na ulazu podatke i signale sa različitih senzora i prekidača koje ECU

zatim obrađuje.

7

Zatim motorni računar na osnovu toga šalje upravljačke signale prema raznim drugim delovima

sistema, sa kojima je potrebno upravljati, kao što su na primer u ovom slučaju to:

M1_M8 Pumpa goriva

L2A Injektor - cilindar 1

L2B Injektor - cilindar 2

Takođe možemo videti da računar ima uzajamnu komunikaciju sa drugim kontrolnim

jedinicama, koje upravljaju pojedinim delovima sistema, kao što su u ovom slučaju to A111

(Kontrolna jedinica koja određuje poziciju leptir klapne) ili A147 (Kontrolna jedinica koja

određuje period rada grejača).

8

3.2 Common rail sistem ubrizgavanja:

Slika 3 - Primer Common rail sistema ubrizgavanja

Common-rail u prevodu znači zajednički kanal, koji diretktno snabdeva sve cilindre gorivom, u

ovom slučaju euro dizelom. U zajedničkom kanalu vlada "konstantan" pritisak, te motor radi

mirnije, brže postiže radnu temperaturu, a sama konstrukcija sistema dozvoljava glavnom

procesoru da preciznije dozira koliko je goriva potrebno svakom cilindru u određenom trenutku.

To znači da kada vozite polako, a motor radi na 2.000 o/min, u cilindre se ubacuje siromašna

smeša, kako bi se smanjila potrošnja goriva. Ukoliko se pokaže potreba za naglim ubrzanjima,

procesor brizgaljkama u hiljaditom delu sekunde menja parametre i ubrizgava veliku količinu

goriva da bi se dobila potrebna snaga. Mnogi od dizel agregata sa common-rail sistemom imaju

16 ventila, što svakako doprinosi njihovom elastičnijem radu. Dakle motor ima bolji odziv na

gas, i osetno je elastičniji, tako da se kod među-ubrzanja manje opterećuje motor.

U ovom konkretnom slučaju imamo common rail sistem sa pumpom visokog pritiska Bosch

CP1H, čijim radom upravlja motorni računar Bosch CR/EDC 16C-9.

9

Slika 4 - Bosch EDC16 common rail sistem

Kao što možemo videti na slici ovaj sistem se može podeliti u tri osnovna dela, a to su:

- Sistem dovoda goriva niskog pritska, koji gorivo vodi od pumpe niskog pritiska koja se nalazi u

rezervoaru, u filter goriva, pa u pumpu visokog pritiska, i koji je na ovoj slici označen

narandžastom bojom.

- Sistem dovoda goriva visokog pritiska koji gorivo vodi od pumpe visokog pritiska do

magistrale, pa u brizgaljke. Na slici je označen crvenom bojom.

- Sistem povrata goriva koji višak goriva vraća opet u pumpu niskog pritiska.Na slici je označen

plavom bojom.

10

3.3 Delovi common rail sistema:

Slika 5 - Pregled komponenti common rail sistema Bosch EDC 16

11

1. Ventil za regulaciju pritiska u railu

Ventil za regulaciju pritiska ima zadatak da u rail-u uspostavi i održava pritisak zavisno od

režima rada motora:

- pri suviše visokom pritisku u rail-u ventil za regulaciju pritiska se otvara, tako da jedan deo

goriva iz rail-a dospeva preko sabirnog cevovoda nazad u rezervoar goriva.

- pri previše niskom pritisku u rail-u ventil za regulaciju pritiska se zatvara i vrši zaptivanje

visoko-pritisne strane u odnosu na nisko-pritisnu stranu.

Slika 6 - Ventil za regulaciju pritiska u railu

2. Akumulator visokog pritiska (rail)

Akumulator visokog pritiska (rail) ima zadatak da akumulira gorivo pri visokom pritisku.

Akumulatorska zapremina treba pri tom da priguši oscilacije pritiska izazvane isporukom goriva

i ubrizgavanjem.

Pritisak u razvodniku goriva zajedničkom za sve cilindre održava se na približno konstantnoj

vrednosti i pri oduzimanju većih količina goriva. Time se obezbeđuje da pritisak ubrizgavanja

ostaje konstantan pri otvaranju brizgaljke.

Slika 7 - Akumulator visokog pritiska

12

3. Senzor pritiska u rail-u

Senzor pritiska u rail-u mora da:

- meri aktuelni pritisak u rail-u sa dovoljnom tačnošću i u odgovarajućem kratkom vremenu

- kao i da upravljačkoj jedinici šalje naponski signal koji odgovara trenutnom pritisku.

Senzor pritiska u rail-u sastoji se od sledećih sastavnih delova:

- jednog integrisanog senzorskog elementa koji je navaren na priključak za pritisak

- jedne štampane ploče sa električnim kolima za obradu podataka

- kućišta senzora sa usadnim električnim priključcima

Slika 8 - Senzor pritiska u railu

4. Ograničavač protoka

Ograničavač protoka ima zadatak da spreči malo verovatnu pojavu trajnog brizganja injektora.

Da bi se, u slučaju prekoračenja maksimalno predviđene količine goriva koja se preuzima iz rail-

a, ovaj zadatak izvršio, ograničavač protoka zatvara dovod goriva ka dotičnom injektoru.

13

5. Ventil ograničenja pritiska

Zadatak ventila za ograničavanje pritiska odgovara zadacima regulacionog ventila. Ventil

ograničenja pritiska vrši ograničavanje pritiska u rail-u tako što on pri prevelikom opterećenju

oslobađa otvor za isticanje. On u rail-u dopušta kratkotrajni pritisak od maksimalno 1500 bar-a.

Kod ventila za ograničenje pritiska radi se o jednoj komponenti sa mehaničkim dejstvom. Sastoji

se od sledećih komponenti:

- kućišta sa spoljašnim navojem za uvrtanje u rail

- priključka na vod povratnog goriva ka rezervoaru

- pokretnog klipa i

- opruge.

Kučište na priljučnoj strani ka rail-u ima jedan otvor koji je sa unutrašnje strane zatvoren

koničnim završetkom klipa koji naleže na zaptivno sedište. Pri normalnom radnom pritisku (do

1350 bar) jedna opruga pritiska klip na sedište u zaptivni položaj, tako da rail ostaje zatvoren.

Tek pri prekoračenju maksimalnog sistemskog pritiska klip pod dejstvom pritiska u rail-u

savladava silu opruge, i sabijeno gorivo kroz kanale vodi u centralni otvor klipa i dalje preko

sabirnog cevovoda nazad ka rezervoaru za gorivo.Sa otvaranjem ventila gorivo ističe iz rail-a:

posledica toga je redukcija pritiska u rail-u.

Slika 9 - Ventil ograničenja pritiska

14

6. Injektor (brizgaljka)

Početak ubrizgavanja i količina goriva uspostavljaju se posredstvom brizgaljke koja se otvara

električnim putem. On zamenjuje kombinaciju nosača brizgaljke (brizgaljku i nosač brizgaljke)

uobičajenih dizel postrojenja za ubrizgavanje goriva pod visokim pritiskom.

Pri postavljanju injektora na glavu cilindra prednost se najčešće daje primeni steznih šapa slično

kao kod postojećih nosača brizgaljki za dizel motore sa direktnim ubrizgavanjem DI (direct

injection). Injektor može biti podeljen na različite funkcionalne blokove: brizgaljka sa rupicama,

hidraulični servo-sistem i magnetni ventil.

Slika 10 - Brizgaljka

15

7. Ventil za kontrolu količine goriva

Ovaj ventil se nalazi na pumpi visokog pritiska, i njegova uloga je kontrola dovoda goriva u

pumpu visokog pritiska. Ovaj ventil je kontrolisan od strane ECU putem negativno okidajućeg

PWM signala. Radna frekfencija mu je oko 180 Hz.

Slika 11 - Ventil za kontrolu količine goriva

Kada nema struje u elektromagnetu ventila, ventil je otvoren, i to znači nizak dovod goriva u

pumpu visokog pritiska.

Kada je dovedena struja u elektromagnet ventila, ventil se zatvara, i to znači visok dovod goriva

u pumpu visokog pritiska.

Prednosti ovakve kontrole su:

- Samo potrebna količina goriva se šalje od pumpe visokog pritiska ka magistrali goriva.

- Umanjeno cirkulisanje goriva kroz sistem, rezultuje u samnjenoj temperaturi povratnog goriva.

- Smanjena parazitska opterećenja na motor.

16

Slika 12 - Primer funkcionisanja common rail sistema kroz zatvorenu petlju

Na slici iznad možemo videti da se sa leve strane motornog računara nalaze komponente od čijih

signala zavisi proračunavanje pritiska u railu, koje treba da izvrši motorni računar.Na osnovu tih

podataka računar šalje signale ventilu koji reguliše količinu goriva u PVP i ventilu koji reguliše

pritisak goriva u railu, a zatim preko senzora pritiska u railu, dobija nazad povratnu informaciju

na osnovu koje vrši dalje korekcije.

Leva strana APP Senzor pozicije pedale gasa

CKP Senzor pozicije radilice

ECT Senzor temperature rashladne tečnosti motora

B+ Napon sa baterije

DPF DPF filter

Senzor pritiska u rail-u

Desna strana

Ventil za kontrolu količine goriva

Ventil za regulaciju pritiska u rail-u

17

4. Pregled motornog prostora

Slika 13 - pogled na motor odozgo (Bosch ESItronic)

A1.1 Upravljački uređaj motora

A1.9 Upravljački uređaj vremena paljenja

A20.1 Upravljačka jedinica prigušne leptir klapne

B2.10 Senzor rail pritiska

B3.2 Senzor temperature sredstva za hlađenje

B4.7 Senzor pozicije bregaste osovine

B8.3 Merač mase vazduha vrućim filmom

R3.x Grejači

Y10.38 Senzor pritiska punjenja

Y10.57 Magnetni ventil torizijske klapne

Y2.x Injektori

Y9.3 Ventil regulacije pritiska

18

Slika 14 - Pogled na motor sa zadnje strane (Bosch ESItronic)

B13.1 Senzor nivoa motornog ulja

B3.71 Senzor pritiska punjenja/temperature

B4.4 Senzor pozicije radilice

S3.5 Prekidač za ulje u motoru

Y10.13 Magnetni ventil povrata izduvnog gasa

Y28.1 Ventil za kontrolu količine goriva

Napomene:

Komponenta senzor nivoa motornog ulja, se izrađuje kao komponenta prekidač nivoa motornog

ulja.

Komponenta magnetni ventil povrata izduvnog gasa se nalazi na komponenti upravljačka

jedinica prigušne leptir klapne.

19

Slika 15 - Pogled na motor odozgo (WokshopData)

38 Senzor pozicije bregaste osovine

188 Regulator pritiska goriva

20

Slika 16 - Pogled na motor (WorkshopData)

33 Senzor pozicije klapne

42 Senzor temperature rashladne tečnosti

21

Slika 17 - Pogled na motor sa zadnje strane (WorkshopData)

23 EGR ventil

110 Alternator

174 Senzor pozicije radilice

290 Senzor pritiska turbine

934 Ventil za kontrolu količine goriva

22

Slika 18 - Pogled na motor spreda (WorkshopData)

132 Senzor nivoa ulja

148 Kontrolni ventil vrtloženja

149 Prekidač pritiska ulja

23

Slika 19 - Pogled na motor (Opel TIS 2000)

B28 Senzor pozicije bregaste

B176 Senzor pritiska ulja

L2A Ventil ubrizgavanja - cilindar 1

L2B Ventil ubrizgavanja - cilindar 2

L2C Ventil ubrizgavanja - cilindar 3

L2D Ventil ubrizgavanja - cilindar 4

Na slikama iznad je predstavljen raspored komponenti u motornom prostoru vozila, tj njihov

položaj na samom vozilu. Kasnije će biti više rečeno o samim komponentama, ali za sada je

bitno videti položaj ugradnje istih, kako bi znali gde se te komponente nalaze pri samim

merenjima, ili eventualnoj zameni i popravci istih.

24

5. Osigurači i releji

Na narednim stranicama će biti predstavljen raspored osigurača i releja u ovom vozilu.Pre nego

što se pređe na elektirčne šeme, bitno je znati preko kojeg osigurača i releja ide koja

komponenta, jer često uzrok samog kvara može biti neispravan osigurač ili relej.

Slika 20 - Glavni osigurači u motornom delu

Osigurač FL1 - 0.0A Nekorišten

Osigurač FL2 - 80A Kontrolna jedinica

Osigurač FL3 - 80A Napajanje upravljača

Osigurač FL4 - 100A Dodatni grejač vazduha

Osigurač FL5 - 80A Osiguračka kutija u prtljažnom delu, osigurači 1, 3, 4, 5, 22, 23, 24, 26, 27, 29, 30, 33, 35

Osigurač FL6 - 80A Osiguračka kutija u prtljažnom delu, osigurači 1, 3, 4, 5, 22, 23, 24, 26, 27, 29, 30, 33, 35

25

Slika 21 - Osiguračka kutija u motornom delu

Osigurač 1 - 20A Or

Osigurač 2 - 30A Or

Osigurač 3 - 40A Kontrola klime

Osigurač 4 - 40A Grejanje

Osigurač 5 - 40A Hlađenje motora

Osigurač 6 - 40A Hlađenje motora

Osigurač 7 - 10A Pumpa brisača vetrobranskog stakla

Osigurač 8 - 15A Relej trube

Osigurač 9 - 25A Pumpa brisača

Osigurač 10 - 20A Centralna brava

Osigurač 11 - 0.0A Nekorišćen


Osigurač 13 - 15A Prednja svetla za maglu

Osigurač 14 - 30A Pumpa brisača vetrobranskog stakla

Osigurač 15 - 30A Brisač

Osigurač 16 - 5A Osiguračko - relejska kutija u prtljažnom delu

Osigurač 17 - 25A Grejač filtera za gorivo


Osigurač 19 - 25A Relej startera

26

Osigurač 20 - 10A Klima

Osigurač 21 - 20A Kontrolna jedinica motora

Osigurač 22 - 7.5A Kontrolna jedinica motora

Osigurač 23 - 10A Prednja svetla

Osigurač 24 - 15A Pumpa za gorivo

Osigurač 25 - 15A Automatska transmisija

Osigurač 26 - 10A Kontrolna jedinica motora

Osigurač 27 - 5A Napajanje upravljača

Osigurač 28 - 5A Automatska transmisija

Osigurač 29 - 7.5A Automatska transmisija

Osigurač 30 - 15A Bobina

Osigurač 31 - 10A Podesiva prednja svetla

Osigurač 32 - 5A Relej kompresora klime

Osigurač 33 - 5A Prekidač za svetlo

Osigurač 34 - 7.5A Instrument tabla

Osigurač 35 - 20A Radio

Osigurač 36 - 7.5A Info displej

Rele1 R1 - 0.0A Starter relej

Rele1 R2 - 0.0A Kontrolna jedinica motora

Rele1 R3 - 0.0A Terminal 15

Rele1 R4 - 0.0A Relej brisača za veći broj obrtaja

Rele1 R5 - 0.0A Prekidač brisača prednjeg stakla

Rele1 R6 - 0.0A Relej pumpe tečnosti za pranje

Rele1 R7 - 0.0A Relej kompresora klime

Rele1 R8 - 0.0A Relej pumpe za gorivo

Rele1 R9 - 0.0A Relej ventilatora za hlađenje



Rele1 R12 - 0.0A Relej grejača filtera za gorivo

Rele1 R13 - 0.0A Relej duvača

Rele1 R14 - 0.0A Relej prednjih svetala za maglu

27

Slika 22 - Osiguračka kutija u prtljažnom delu

Osigurač 1 - 25A Podizači prednjih prozora

Osigurač 2 - 0.0A Neiskorišćen

Osigurač 3 - 7.5A Instrument tabla

Osigurač 4 - 5A Automatska kontrola klime

Osigurač 5 - 7.5A Vazdušni jastuci






Osigurač 11 - 25A Grejači zadnjeg stakla

Osigurač 12 - 15A Brisači zadnjeg stakla

Osigurač 13 - 5A Pomoć pri parkiranju

Osigurač 14 - 7.5A Grejanje


Osigurač 16 - 5A Vazdušni jastuci

Osigurač 17 - 5A Senzor kvaliteta vazduha

Osigurač 18 - 5A Prekidač kvačila

28


Osigurač 20 - 10A Kontrolna jedinica aktivnog oslanjanja

Osigurač 21 - 7.5A Retrovizori

Osigurač 22 - 25A Panorama krov

Osigurač 23 - 25A Podizači zadnjih prozora

Osigurač 24 - 7.5A Konektor data linka


Osigurač 26 - 7.5A Podešavanje retrovizora

Osigurač 27 - 5A Unutrašnja svetla


Osigurač 29 - 15A Upaljač za cigarete

Osigurač 30 - 15A Utičnica za dodatke



Osigurač 33 - 15A Kontrolna jedinica


Osigurač 35 - 15A Utičnica za dodatke

Osigurač 36 - 20A Utičnica za prikolicu

Osigurač 37 - 5A Unutrašnja svetla

Osigurač 38 - 25A Centralna brava

Osigurač 39 - 15A Grejači sedišta

Osigurač 40 - 15A Grejači sedišta





Relej R1 - 0.0A Relej terminala 15

Relej R2 - 0.0A Terminal 15A

Relej R3 - 0.0A Relej grejača zadnjeg stakla

Relej R4 - 0.0A Neiskorišćen

29

5.1 Princip rada releja

Relej je naprava koja se koristi za prekidanje ili uspostavljanje strujnog kola putem

elektromagneta koji otvara i zatvara strujne kontakte. Elektromagnet se obično sastoji od

mnogobrojnih namotaja bakrene žice na železnom jezgru. Kada struja teče kroz žicu (primarno

strujno kolo), oko elektromagneta se stvara magnetno polje koje privlači železnu kotvu. Kotva

nosi na sebi električne kontakte, koji onda otvaraju ili zatvaraju sekundarno strujno kolo.

Kada se prekine struja kroz elektromagnet, elektromagnet više ne privlači železnu kotvu, i ona se

vraća u početni položaj, obično uz pomoć opruge. Time električni kontakti prekidaju ili

uspostavljaju strujno kolo, u zavisnosti od tipa kontakata (NO/NC).

Releji koji se primenjuju u automobilskoj industriji imaju 4 ili 5 nožica, tj kontakata.U zavisnosti

od broja nožica oni se obeležavaju na sledeći način:

Slika 23 - Glavni relej i relej elektropumpe za gorivo (Raspored nožica)

Na slici iznad 86 i 85 predstavljaju izvode sa primara releja preko kojih elektromagnet zatvara

sekundarno električno polje unutar releja.To u prevodu znači da je jedno od njih masa(-) dok je

drugo napajanje (+). Terminali 87 i 30 predstavljaju sekundarnu stranu releja i oni su prekidač

koji prenosi električnu struju sa jednog terminala na drugi. Terminal 87a, ne mora biti priključen

da bi relej radio, a njegova upotreba može biti različita. Na primer može se koristiti za

povezivanje odvojenog elektirčnog polja koje koristi struju kada relej nije uključen.

30

Slika 24 - Unutrašnji izgled Bosch releja sa 5 terminala

Slika 25 - primer rada Bosch releja sa 5 terminala

Ako pogledamo sliku iznad, vrlo lako možemo shvatiti princip rada jednog ovakvog releja.Kada

je prekidač koji vodi sa plusa akumulatora na terminal 85 zatvoren, kotva se spaja sa terminalom

87, i svetli prva sijalica, dok kada je taj isti prekidač otvoren, kotva se spaja sa 87a, i svetli druga

sijalica.Kružić na slici pokazuje putanju struje.

31

5.2 Kako proveriti ispravnost osigurača i releja

1. Prvo je potrebno ispitati sve osigurače, koristeći običnu pipalicu sa lampicom.Ona se jednim

krajem spoji na masu, a zatim se vrhom proveravaju osigurači. Kod njih se jednostavno ispituje

provodnost, pa samim tim ako lampica zasvetli, to znači da je osigurač dobar, a ako ne zasvetli,

onda nije.

2. Zatim je potrebno izvršiti sledeće testiranje: Dok držite prst na samom releju, potrebno je da

neko da kontakt, a zatim upali motor. Pri samom kontaktu ili paljenju treba da osetite "klik"

ispod prsta, što je znak da relej radi, ako do toga ne dođe, potrebno je relej izvaditi i detaljnije ga

ispitati.

3. Kada izvadite relej dok je auto na ključu, proverite sve priključke za terminale releja, ako

samo jedan ili nijedan priključak za relej imaju napajanje, potrebno je proveriti sve osigurače,

koji su u vezi sa tim relejom, a ako su i oni u redu, potrebno je problem ispratiti sve do izvora

napajanja.

4. Dok je vozilo u potpunosti isključeno, uzmite jednu žičicu, i ogulite izolaciju sa nje na oba

kraja. Zatim jedan kraj spojite tamo gde je terminal 87, a drugi tamo gde je terminal 30. Na ovaj

način ste prespojili relej, i bilo koji uređaj koji se napaja preko njega bi sada trebao imati stalno

napajanje kada je vozilo na ključu ili upaljeno.Ako taj uređaj i dalje ne radi, onda treba proveriti

da li napajanje stiže do samog uređaja, jer postoji mogućnost da je problem u kablu koji ide od

releja do uređaja koji se preko njega napaja.

5. Testirati otpornost između terminala releja kao na slici ispod:

Slika 26 - Testiranje otpornosti releja

32

6. Električne priključne šeme

Slika 27 - Električna priključna šema (Prvi deo)

A1.1 Upravljački uređaj motora

Više o samom uređaju je već rečeno u prethodnom delu rada, u okviru ECU.

33

B2.10 Senzor pritiska u rail-u

Slika 28 - Senzor pritiska u railu

1 Utični priključak komponente

2 Strujno kolo za analizu

3 Metalna membrana sa senzorskim elementom

4 Visoko - pritisni priključak

Ovaj senzor je povratni element u zatvorenoj petlji kontrole ubrizgavanja goriva kod common

rail sistema. On šalje kontrolnoj jedinici motora podatak o pritisku u railu, na osnovu kojeg

kontrolna jedinica upravlja sa pumpom visokog pritiska. Drugim rečima on pritisak goriva u

railu pretvara u električni signal koji šalje ka ECU. Na metalnoj membrani (3) nalazi se senzorski

element za pretvaranje postojećeg pritiska goriva u električni signal. Proizvedeni naponski signal

se dalje šalje u strujno kolo za analizu (2).

Signal napona se nalazi u području od 0 do 70 mV (zavisno od pritiska goriva), pa se zatim u

strujnom kolu za analizu pojačava na između 0.5 i 4.5 V. Naponu od ~ 1V odgovara pritisak od

otprilike 270 bar-a, i to je vrednost koja se dobija dok je vozilo u praznom hodu. Dok sa druge

strane naponu od 4.5 V odgovara pritisak od 1600 bar-a, i to je vrednost koja se dobija pri punom

opterećenju motora.

Sa električne priključne šeme vidimo da ovaj senzor ima tri kontakta: masu (1), napajanje (3) i

kontakt preko kojeg senzor šalje povratne podatke o pritisku goriva u rail-u ka ECU (2).

34

B2.18 Senzor pritiska u usisnoj cevi

B3.47 Senzor teperature usisanog vazudha

Slika 29 - Senzor pritiska u usisnoj cevi sa senzorom temperature usisanog vazduha

Slika 30 - šematski prikaz i priključak senzora pritiska usisanog vazduha sa senzorom temperature usisanog vazduha

Na šemi u Esitronic-u nije odmah uočljivo da ova dva senzora imaju zajedničku masu dok sa

druge strane u slučaju šeme prikazane u Opel TIS, to je očigledno. I ako pogledamo i sam

35

priključak ovog senzora na slici ispod, označavanje kontakata će biti sledeće: 1 - zajednička

masa za oba senzora, 2 - signal sa senzora temperature, 3 - napajanje senzora pritiska usisnog

vazduha, 4 - signal sa senzora pritiska usisnog vazduha.

Senzor pritiska u usisnoj cevi šalje motornom računaru podatak o trenutnoj vrednosti pritiska u

usisnoj cevi u vidu napona. Napon signala se menja u zavisnosti od pritiska u samoj cevi. Ova

vrednost se kreće oko 90 do 110 kPa u praznom hodu, dok pri naglom dodavanju gasa treba da

skoči na između 120 i 140 kPa, dok vozilo stoji. Pri punom opterećenju ta vrednost se penje do

250 kPa. Drugim rečima sa pritiskom papučice gasa ova vrednost mora da raste. Senzor vrednost

u kPa pretvara u njen ekvivalent u naponu (1 - 4 V) i to šalje ka ECU, koja na osnovu toga meri

opterećenje motora, što se kasnije koristi i pri regulaciji goriva.

Senzor temperature usisnog vazduha se zasniva na temepraturno osetljivom otporniku, tj

otporniku čija se vrednost menja sa promenom temperature. U ovom slučaju imamo NTC

otpornik, tj otpornik sa negativnim temperaturnim koeficijentom, što znači da sa porastom

temperature njegova otpornost pada. Otpor samog senzora je deo sklopa za razvod napona, tako

da je izmereni napon na senzoru zavistan od temperature. Zbog toga do ECU stiže naponski

signal koji se menja zavisno od temperature usisanog vazduha. Onda ECU meri pad napona i na

osnovu njega dobija temperaturu usisanog vazduha. Pomoću parametarske krive senzora koja je

ugrađena u samu komponentu, izmerenom otporu se dodaje odgovarajuća temperatura.

Na osnovu signala sa ova dva senzora, ECU izračunava masu usisanog vazduha.

Slika 31 - Primer rada NTC otpornika

36

B4.23 Senzor pozicije pedale gasa

B4.24 Senzor pozicije pedale gasa 1

B4.25 Senzor pozicije pedale gasa 2

Slika 32 - Senzor pozicije pedale gasa

Kao što se sa električne priključne šeme može i videti, senzor se sastoji od dva obična

potenciometra, koji zadati ugao papučice gasa pretvaraju u električni signal, koji se u vidu

naponskog signala dalje šalje ka ECU. Kao što možemo videti svaki od ova dva potenciometra

ima zasebno napajanje, masu , kao i poseban vod za komunikaciju sa ECU.

Iako im je sve posebno, oni zapravo obrađuju isti signal sa papučice gasa, jedina razlika je u

tome što je na jedan od ova dva potenciometra doveden duplo manji napon, zbog pred otpora,

tako da je signal duplo manji.Tako da u slučaju oštećenja merne oblasti na jednom od

potenciometara, uvek imamo drugi.

Slika 33 - Signal sa senzora pozicije pedale gasa

37

B4.4 Senzor pozicije radilice

Slika 34 - Senzor pozicije radilice

Senzor pozicije radilce je uređaj čija je uloga praćenje broja obrtaja motora i položaja radilice.

ECU zatim ove podatke koristi kako bi odredila vreme ubrizgavanja, količinu ubrizgavanja i

vreme paljenja smeše.

Slika 35 - Princip rada senzora pozicije radilice

1 Signal broja obrtaja motora

2 Impuls referentne oznake

3 Razmaci zubaca

38

Signal referentne oznake označava položaj radilice ispred (gornje mrtve tačke) prvog cilindra. Po

okretanju radilice nastaje signal referentne oznake. ECU na osnovu toga određuje početak

ubrizgavanja.

Slika 36 - Šematski prikaz senzora pozicije radilice

Na šemi prikazanoj u Bosch ESI tronic-u, ovaj senzor je označen kao hall-ov senzor

(najverovatnije slučajna greška), međutim ovaj senzor je izveden kao induktivni senzor, što je

lako uočiti po broju kontakata, što se i lepo vidi na slici iznad preuzetoj iz Workshop-a.

Induktivni senzor se sastoji iz tri magnetna sastavna dela: bakarne zavojnice obmotane oko

gvozdenog klina i stalnog magneta. Okretanjem zupčanika se stalno menja rastojanje između

senzora i zubčanika, kao i između samih zupčanika. Ista promena se dešava i u magnetnom

polju, koje u induktivnom senzoru proizvodi po jedan signal sinusnog oblika po zubcu. Visina i

oblik signala zavise od broja okretaja, vazdušnog prostora između senzora i zubaca, oblika samih

zubaca, kao i materijala od kojeg je napravljen senzor.

Slika 37 - Primer signala sa senzora pozicije radilice

39

Jedan veći razmak zubaca na zupčaniku dozvoljava osim čistog merenja broja obrtaja i

određivanje pozicije zupčanika. Uobičajeno je da nedostaju dva zubca. Zupci koji nedostaju

uzrokuju kod obrade signala skok frekfencije i time daju referentnu oznaku.

Slika 38 - Razlika u signalu izmedju induktivnog i senzora sa halovim efektom

40

B4.7 Senzor pozicije bregaste

Slika 39 - Senzor pozicije bregaste

Na slici iznad je prikazano samo kućište i izgled senzora pozicije bregaste. To je senzor

zasnovan na halovom efektu, i samim tim ima tri priključka: 1)Napajanje koje dobija od ECU,

2) Signal koji šalje ka ECU i 3) Masu.

Slika 40 - Konstrukcija i princip rada

41

Konstrukciju i princip rada ovog senzora će biti objašnjeni uz pomoć prethodne slike. Na njenom

gornjem delu možemo videti da se ovaj senzor sastoji od:

1 - Generator Halovog efekta

2 - Okidački rotor

3 - Kućište senzora

4 - Bregasta osovina

Dok se okidački rotor okreće zajedno sa bregastom osovinom, on naizmenično prekriva i otkriva

generator halovog efekta, naizmenično generišući visok (5V) i nizak (0V) signal, što se može

videti na donjem delu slike. Pošto su otvoreni i zatvoreni deo na rotoru iste dužine, i pošto se

bregasta osovina okreće duplo sporije od radilice, izlazni signal se menja samo po punom obrtu

radilice.

Redosled paljenja smese na gore prikazanoj slici je 1-2-4-5-3, što znači da će paljenje za clinidre

2,4 i 5 početi kada je signal sa senzora visok (5V), dok će paljenje za cilindre 1 i 3 započeti kada

je signal nizak (0V).

Ispod signala sa senzora pozicije bregaste osovine, dat je signal senzora pozicije radilice koji se

koristi kao referentni signal. ECU nizak signal sa senzora pozicije bregaste, praćen referentnim

signalom, tumači kao zahtev za početak paljenja smeše u cilindru 1. Dok visok signal praćen

referentnim signalom označava paljenje smeše u cilindru 4.

ECU takođe koristi signal sa ovog senzora kako bi odredila radni ciklus motora, tj koji takt se

odvija u kojem cilindru. Ukoliko ECU iz bilo kojeg razloga ne može da dobije signal sa ovog

senzora motor će stati sa radom.

Slika 41 - Šematski prikaz preuzet iz Opel TIS

42

Slika 42 - Električna priključna šema drugi deo

43

A20.1 Upravljačka jedinica prigušne leptir klapne

Slika 43 - Šematski prikaz upravljačke jedinice prigušne leptir klapne

Kao što možemo videti na slici iznad ova komponenta se sastoji zapravo od tri komponente u

istom kućištu, a to su:

B4.1 Senzor pozicije prigušne leptir klapne

M4.3 Servo motor prigušne leptir klapne

Y10.13 Magnetni ventil povrata izduvnih gasova (EGR)

Slika 44 - Uprošćen prikaz funkcionisanja ove upravljačke jedinice

Kao što možemo videti sa gornje slike motorni računar dobija signal o položaju pedale gasa sa

senzora pedale gasa. U isto vreme motorni računar ima i podatak o položaju prigušne leptir

klapne koji dobija od senzora leptir klapne. Na osnovu signala sa prvog od ova dva senzora i

aktuelnog stanja pogona motora, ECU preko servomotora reguliše rad leptir klapne, tj po potrebi

je otvara i zatvara. Dok preko senzorora pozicije leptir klapne računar dobija povratnu

informaciju o njenom položaju.

44

Slika 45 - Signal sa senzora pozicije prigušne leptir klapne

Na slici vidimo plavom bojom predstavljen signal ovog senzora kako raste od trenutka dok je

motor u praznom hodu do trenutka naglog dodavanja punog gasa i potpunog otvaranja leptir

klapne. Crvenom bojom je prikazan isti signal samo invertovan (zbog preciznosti).

Upotreba ove kontrolne jedinice osigurava da će motor u datom trenutku imati otvorenu prigušnu

leptir klapnu samo onoliko koliko mu je potrebno. Takođe se optimizacijom snabdevanja

vazduhom obezbeđuje smanjenje štetnih izduvnih gasova na minimum. Ujedno se prilikom

gašenja motora leptir klapna zatvara i na taj način smanjuje vibracije prilikom gašenja motora,

ostvarujući brže gašenje samog motora.

Y10.13 EGR

Mešanje izduvnih gasova sa usisanim vazduhom smanjuje sadržaj kiseonika u smeši goriva i

vazduha. Na taj način se snižava temperatura sagorevanja. U zavisnosti od uslova rada, sadržaj

oksida azota (NOx) u izduvnim gasovima se smanjuje i do 50 %. U dizel motorima se sadržaj

čestica smanjuje za oko 10 %, kao i nivo buke. Kod benzinskih motora je evidentna i manja

potrošnja goriva. Zbog toga se kontrolisanim dodavanjem izduvnih gasova može uticati na

ponašanje sastava izduvnih gasova u skladu sa us lovima opterećenja. Recirkulacija izduvnih

gasova je i efikasan način za redukciju emisije oksida azota.

EGR ventil se ne otvara na velikim opterećenjima, tj kada je prigušna leptir klapna najvećim

delom otvorena, i kada se velika količina vazduha usisava u motor. On se otvara kada je prigušna

leptir klapna zatvorena ili skoro zatvorena, kako bi u tom slučaju dovoljna količina vazduha

stigla u cilindre motora.

45

Slika 46 - EGR ventili na dizel motorima

Za aktiviranje ventila EGR se koristi potpritisak u usisnoj cevi. Kada se ventil otvori, određena

količina izduvnih gasova se vraća u usisnu cev i odatle u prostor za sagorevanje. Neki ventili

EGR su opremljeni potenciometrima za davanje položaja. Podatak o njegovom položaju

omogućava korekcije otvaranja kao i neprekidan nadzor. Neki ventili EGR imaju integrisani

davač temperature. Kako visoka temperatura kod električnih ventila EGR može izazvati njihov

otkaz, takvi ventili se u nekim slučajevima povezuju sa sistemom za hlađenje motora. Senzor

masenog protoka vazduha (LMS) neprekidno meri koliko vazduha ulazi u motor. Kod dizel

motora se signal sa tog senzora koristi za upravljanje recirkulacijom izduvnih gasova.

Upravljačka jedinica pomoću pneumatskih ili električnih ventila aktivira recirkulaciju

izduvnih gasova, u zavisnosti od temperature, količine vazduha (opterećenja motora) i broja

obrtaja motora. Položaj ventila EGR se registruje preko odgovarajućeg davača (obično je to

potenciometar).

Recirkulacija izduvnih gasova se uključuje samo u određenim radnim uslovima:

– Kod dizel motora do oko 3000 o/min i pri srednjim opterećenjima.

– Kod benzinskih motora iznad obrtaja praznog hoda do gornjih vrednosti delimičnog

opterećenja.

– Na punom opterećenju se ne vrši recirkulacija izduvnih gasova, dakle EGR nema uticaja na

maksimalne performanse.

46

B1 Lambda sonda

Slika 47 - Široko pojasna lambda sonda

Lambda sonda meri sadržaj kiseonika u izduvnim gasovima. Ona je deo regulacionog

sistema koji treba da obezbedi odgovarajući sastav smeše goriva i vazduha. Odnos vazduha i

goriva pri kojem se u katalizatoru postiže maksimalna prerada štetnih materija je stehiometrijski

odnos, λ = 1. Upravljačka jedinica motora uzima u obzir promene u sastavu izduvnih

gasova i to je obično prvi znak da postoji neka neispravnost.

Lambda sonda počinje da funkcioniše na temperaturi od 350 °C. Radna temperature

je oko 600 °C, a ne sme preći temperaturu od 850 °C, jer na temperaturama preko 930 °C dolazi

do njenog oštećenja. Zbog ove činjenice u lambda sonde se ugrađuju grejači i postavljaju se što

bliže motoru, a sve u svrhu ranijeg početka delovanja regulacionog kruga motora.

Slika 48 - Signali sa usko pojasne i siroko pojasne lambda sonde

Postoje dve osnovne vrste lambda sondi prema tipu signala koji daju na izlazu: uskopojasna

lambda sonda i širokopojasna lambda sonda

47

- Uskopojasne sonde (sonde sa odskočnim odzivom)

Uskopojasna lambda sonda može evidentirati samo da li je smeša u bogatom ili siromašnom

području. Tačnu vrednost faktora vazduha (da li je on 1,1; 1,2; 0,9 ili 0,8) ovom sondom nije

moguće odrediti. Ovo sonde u području stehiometrijske smeše imaju “vrlo velik” naponski skok

koji se iskorištava kao ulazna vrednost u računar te se na osnovu toga određuje prema kojem

radnom području (bogatom ili siromašnom) teži rad motora. Npr. ako računar u stacionarnom

radnom režimu primi informaciju da je smeša osiromašena (sa 800 na 100 mV), računar će

produžiti vreme brizganja goriva i već u sledećem trenutku smeša biva obogaćena što izaziva

naponski skok lambda sonde u suprotnom smeru (sa 100 na 800 mV) i tako u krug.

– Bogata smeša (λ < 1) stvara napon na sondi od oko 800 mV. U cilju regulacije,

vremena ubrizgavanja se skraćuju.

– Siromašna smeša (λ > 1) stvara napon na sondi od oko 20 mV. U cilju regulacije,

vremena ubrizgavanja se produžavaju.

- Širokopojasna lambda sonda

Nasuprot uskopojasnoj sondi, širokopojasna lambda sonda vrši kontinualno merenje u širokom

opsegu koeficijenta viška vazduha, od siromašne do bogate smeše i nema nagle promene na λ =

1. Na ovaj način je upravljanje moguće i kod bogate i kod siromašne smeše, u opsegu vrednosti

koeficijenta viška vazduha od 0,7 do 3,0. Širokopojasne sonde se mogu koristiti u sistemima

sa direktnim ubrizgavanjem i budućim konceptima motora koji rade sa siromašnom smešom

(„Lean concepts“). Elektrode ove sonde se u struji izduvnih gasova snabdevaju sa dovoljno

kiseonika pomoću minijaturne pumpe, da bi se između obe elektrode stalno održavao

napon od 450 mV. Jačina struje kojom se napaja pumpa se u upravljačkoj jedinici pretvara u

vrednost lambda.

Slika 49 - Sematski prikaz lambda sonde

U ovom slučaju imamo široko pojasnu lambda sondu, što možemo zaključiti po broju izvoda na

samoj sondi (usko pojasne sonde imaju najviše 4 izvoda), kao i oznaci za grejač koji označava da

je u kućištu lambda sonde zajedno sa njom ugradjen i grejač, jer da bi sonda počela raditi mora

biti zagrejana na temperaturu od 600 do 800 °C. Ovo se postiže unutrašnjim grejačem.

48

Klasične sonde rade na principu siromašno-bogato, a širokopojasna daje konkretnu veličinu, tako

da može prepoznati i situaciju kada je količina kiseonika u izduvu identična količini u okolini

(21%) što se npr. događa kod kočenja motorom na nizbrdici. Rad se bazira na tome da se za

vreme rada izduvni gas ustrujava u sondu kroz prolaz , i zavisno o količini kiseonika, obavlja se

upumpavanje u merne ćelije ili iz nje (Nernstova ćelija).

Slika 50 - Signal sirokopojasne lambda sonde

Baš zato se na dizel motorima koriste širokopojasne lambda sonde, koje u sistemu zatvorene

petlje sa ECU , mogu slati podatke o odnosu gorivo - vazduh sa velikom preciznošću koja nije

ostvarljiva sa uskopojasnim lambda sondama. Ovaj sistem se koristi pri adaptaciji smeše i

posebno je značajan jer smanjuje količinu štetnih izduvnih gasova, poredeći izduvne gasove sa

zadatim limitima. Na dizel motorima novije generacije postavlja se i širokopojasna lambda sonda

čija je uloga da upravlja radom EGR ventila.

Slika 51 - Izduvni gasovi kod dizel motora

49

J23.6 Grejanje filtera goriva

E6.8 Element grejanja, pred grejanje goriva

B3.8 Senzor temperature goriva

Slika 52 - Šematski prikaz sistema

Uloga ovog sistema je da spreči stvaranje kristala parafina i leda po hladnom vremenu. Na taj

način se omogućuje bolji rad samog filtera goriva i sprečava njegovo začepljenje gore

pomenutim elementima.

Slika 53 - Upotrebom pred grejača se rešava problem začepljenja filtera

Ovaj sistem se sastoji iz grejača i senzora temperature goriva. Sistem u formi zatvorene petlje

funkcioniše zajedno sa relejom grejanja goriva (K1.34) kojim upravlja ECU. Način

funkcionisanja je vrlo jednostavan: ECU od senzora temperature goriva dobija signal o

temperaturi goriva, zatim ECU prema potrebi preko releja K1.34 aktivira grejač, i na taj način

rešava gore pomenuti problem.

50

B9.72 Senzor sadržaja vode u gorivu

Slika 54 - Šematski prikaz senzora sadržaja vode u gorivu

Uloga ovog senzora je pracenje kvaliteta goriva prateći sadržaj vode u gorivu. Ukoliko registruje

da u gorivu ima nedozvoljena količina vode, on taj podatak šalje u ECU koja zatim pali signalnu

lampicu. Senzor radi na principu razlike u električnoj konduktivnosti između vode i dizela,

koristeći dve elektrode. On štiti injektor od oštećenja.

Slika 55 - Primer jednog ovakvog senzora

Takodje je moguće videti sa šeme da ovaj senzor može potencionalno biti povezan sa lambda

sondom.

51

S4.2 Prekidač svetla kočnice

Slika 56 - Prekidač svetla kočnice, šematski prikaz

Namena ovog prekidača je paljenje stop svetala, po pritisku na papučicu kočnice, kako bi se

drugim učesnicima u saobraćaju dalo do znanja da vozilo staje ili usporava. Ovakvi prekidači

izvode se sa četiri izvoda, iz siguronosnih razloga (dvostruki prekidač), premda je moguće da je

predviđeno da po potrebi preuzme ulogu i prekidača „cruise control“ sistema, koji ja nisam

pronašao među ugrađenom opremom na ovom vozilu. Takođe je bitno napomenuti da se u istom

kućištu sa prekidačem svetla kočnice, nalazi i komponenta siguronosni prekidač kočnice.

Slika 57 - Siguronosni prekidač kočnice

Ovo je komponenta koju koriste ABS MK 70 (A2.1) i ESP MK 60 (A2.15). Ova komponenta se

može postaviti kao zatvarač i otvarač. Prilikom aktiviranja pedale kočnice, paralelno se

međusobno uključuju obe komponente (PSK i SPK), pri čemu je moguća i uzajamna kontrola.

Signale sa ove dve komponente iako su u istom kućištu ne analizira uvek isti upravljački uređaj.

Sa šema je na primer moguće videti da prekidač svetla kočnice ima komunikaciju sa motornom

ECU, dok sigurnosni prekidač kočnice ima komunikaciju sa A2.1 i A2.15.

52

Y10.38 Ventil pritiska punjenja

Slika 58 - Primer ventila pritiska punjenja

Na slici iznad je prikazan tipičan primer ovakvog ventila. Njegova uloga je da kontroliše rad

aktuatora zaobilaznog kanala turbine (waste gate actuator). Da bih detaljnije objasnili njegov

princip rada prvo će u kratkim crtama biti objašnjen rad same turbine.

Slika 59 - Princip rada turbine

Kao što se vidi na slici iznad, izduvni gasovi iz motora se vraćaju do turbine i pokreću točak

turbine koji se nalazi na istoj osovini sa točkom kompresora, vrtenjem točka kompresora stvara

se kompresovani vazduh koji preko interkulera ide nazad u motor. Potrebno je kompresovani

53

vazduh ohladiti na odgovarajuću temepraturu potrebnu za normalan rad motora (interkuler). Deo

izduvnih gasova koji stiže do turbine se odvodi van turbine kroz zaobilazni kanal, i na taj način

se kontroliše pritisak koji stvara turbina. Naravno potreban je uređaj preko kojeg će se

kontrolisati rad zaobilaznog kanala, kako bi se kontrolisao pritisak turbine. U ovom slučaju taj

uređaj je ventil pritiska punjenja.

Slika 60 - Ventil pritiska punjenja, šematski prikaz

Ovaj ventil zapravo upravlja radom aktuatora zaobilaznog kanala, koji isti otvara i zatvara po

potrebi. Kako se povećava pritisak unutar turbine, tako se povećava i sila koja deluje na oprugu

ovog aktuatora, kada to predje neku odredjenu granicu, aktuator otvara zaobilazni kanal.

Pomoću ovog ventila moguće je kontrolisati pritisak koji deluje na oprugu aktuatora, i na taj

način kontrolisati rad samog aktuatora. Radom ventila upravlja ECU tako što otvara i zatvara

ventil određenom učestalošću, i na taj način određuje koliki će pritisak delovati na aktuator. Što

je učestalost veća, veće je i gubljenje pritiska preko ovog ventila, tj odvraćanje istog sa opruge

aktuatora zaobilazno kanala. Drugim rečima pritisak na opruzi će biti manji od stvarnog pritiska

u turbini, samim tim odlažući otvaranje zaobilaznog kanala, i povećavajući količinu

kompresovanog vazduha na izlazu turbine.

54

Slika 61 - Električna priključna šema treći deo

55

B2.29 Diferencijalni senzor pritiska izduvnih gasova

Slika 62 - Izgled ovog senzora

Ovaj senzor meri pritisak izduvnih gasova ispred i iza filtera čestica (DPF filtera), a zatim te

podatke šelje u ECU.

Slika 63 - DPF senzor sa DPF filterom

Uloga DPF filtera je skupljanje finih čestica iz izduva dizel motora. Na osnovu razlike u pritisku

koju je ka ECU poslao DPF senzor, ECU dobija podatke o količini sakupljenih čestica u DPF

filteru i na osnovu toga, kada ta količina pređe određene granice podiže temepraturu izduvnih

gasova (kontrolišući ubrizgavanje i rad EGR ventila) i na taj način sagoreva nagomilane čestice.

Čestice je moguće sagoreti i putem pokretanja procesa u auto servisu preko dijagnostike, ili

vožnjom na otvorenom putu, pri konstantno velikom broju obrtaja motora. ECU uglavnom

pokreće regeneraciju kada zasićenost stigne do nekih 45%, ali ovo ne mora da znači da će

regeneracija biti uspešna (npr. gradska vožnja, sa mnogo kretanja i stajanj, može omesti ovaj

proces.

56

B2.8 Senzor pritiska klima uređaja

Slika 64 - Grafik pritiska senzora pritiska klima uređaja

Ovaj senzor se koristi za nadzor pritiska u zatovrenom kružnom toku rashladnog sistema i

postavlja se na strani visokog pritiska. Ovaj senzor šalje u ECU podatke o pritisku i po potrebi

isključuje kompresor sredstva za hlađenje pri nedopuštenom pritisku u sistemu, kako bi se sistem

zaštitio od štetnih posledica. Vrednost pritiska ide i do 3200 kPa, a ako se pređe ta granica

kompresor će biti isključen.

Slika 65 - Izgled jednog ovakvog senzora

57

B3.2 Senzor temperature sredstva za hlađenje

Ova komponenta je zapravo otpornik ovistan o temperaturi (NTC otpornik). Otpor senzora je deo

sistema za razvod napona, tako da je na senzoru izmereni napon ovistan o temperaturi. ECU

obrađuje pad napona koji se menja na ovom senzoru i na osnovu toga izračunava temperaturu

sredstva za hlađenje. Na osnovu parametarske krive senzora koja se nalazi u ECU, izmerenom

otporu se dodaje protiv vrednost u temperaturi. Signal ovog senzora koriste sledeći sistemi:

- Regulacija količine goriva

- Regulacija početka ubrizgavanja

- Povrat izduvnih gasova

- Dodatno grejanje

- ECU


58

B3.22 Senzor teperature izduvnog gasa 1

B3.23 Senzor teperature izduvnog gasa 2

Slika 67 - DPF filter sa senzorima temperature izduvnog vazduha

A Senzor pritiska

B Diferencijalni senzor pritiska izduvnih gasova

C Senzor temperature

D DPF filter

Kao što možemo videti sa slike iznad imamo dva ovakva senzora (na slici označeni sa C) jedan

ispred, i jedan iza DPF filtera. Uloga ovih senzora je merenje trenutne temperature izduvnih

gasova na osnovu kojih ECU kontroliše grejanje DPF filtera prilikom regeneracije čestica. I ovde

se radi o dva jednostavna senzora zasnovana na otpornicima ovisnim o temperaturi.


59

Y2.1 Injektor cilindar 1




Y28.1 Jedinica odmeravanja goriva

Y3 Elektro pumpa goriva

Y9.3 Ventil regulacije pritiska u railu

Princip rada common rail sistema kao i njegovih pojedinačnih komponenti je već opisan u

poglavljima 2.2 i 2.3.

60

Slika 69 - Električna priključna šema četvrti deo

61

A1.9 Upravljački uređaj vremena rada grejača

R3.1 Grejač cilindar 1




Slika 70 - Izdvojen šematski prikaz gore pomenutih komponenti

Postupak grejanja je podeljen u dve faze:

Pred grejanje - Komponenta upravljački uređaja vremana rada grejača, aktivira grejače zavisno o

temperaturi sredstva za hlađenje. Podatak o temperaturi sredstva za hlađenje se dobija u

komunikaciji sa ECU, koja taj podatak dobija od senzora temperature sredstva za hlađenje.

Naknadno grejanje - u fazi zagrejavanja doprinosi ravnomernom radu motora bez dima.

Slika 71 - Rad grejača od trenutka kada dobije napon

62

Slika 72 - Greska očitana pre početka merenja

Pri iščitavanju memorije grešaka na ovom automobilu, pojavila se greška sa slike gore. Posle

čišćenja memorije grešaka, a tokom celog daljeg merenja ova greška se više nije vraćala. I svi

grejači su radili bez problema.

Moguće je na više načina proveriti ispravnost grejača. Jedan od njih je da se skine kapica sa

samog vrha grejača i da se unimerom proveri napon izmedju plusa na bateriji i vrha grejača.

Ovaj napon treba da bude približan naponu koji se dobije merenjem unimerom izmedju plusa i

minusa na bateriji.

Takodje moguće je dovesti i plus sa baterije na vrh grejača. Ovaj postupak treba da izazove

varnicu ako je grejač ispravan. Premda u slučaju ovog automobila u slučaju da varnice nema

može nam samo suziti izbor na dva grejača koja su potencijalno neispravna (zbog veze između

grejača npr. R3.1 i R3.2).

Na kraju grejač se može i izvaditi i na njega se može dovesti napajanje sa baterije. U ovom

slučaju potrebno je da grejač pocrveni ravnomerno do označenog segmenta za određeno vreme,

kao na slici 63.

63

A7.1 Kontrolna tabla

Slika 73 - Kontrolna tabla (primer)

Ova komponenta daje na uvid vozaču važne parametre o stanju vozila, i njegovih sistema.

Između ostalog moguće je prikazati sledeće informacije:

- Brzina vožnje

- Broj obrtaja motora

- Temperatura sredstva za hlađenje

- Kontrola pred grejanja

- Obaveštenje o grešci u sistemu

- Aktivacija ABS / ASR / ESR

Ove podatke ona dobija od ECU motra, preko CAN magistrale.

64

B8.3 Protokomer sa vrućim filmom

Slika 74 - Protokomer HFM 6

Na slici iznad je prikazan protokomer koji se nalazi na ovom vozilu. U pitanju je protokomer sa

vrućim filmom (hot film sistem). Uloga ovog elementa je merenje količine usisanog vazduha u

motor, što se kod dizel motora koristi za kontrolu količine recilkuracije izduvnih gasova, kao i za

kontrolu vremena punjenja.

Slika 75 - Primer signala dobijenog sa jednog ovakvog senzora

Napon na izlazu ovog senzora je digitalni signal čija je frekfencija srazmerna protoku vazduha.

Možemo videti na slici iznad da sa porastom protoka vazduha raste i frekfencija signala na izlazu

iz senzora.

65

Slika 69 - Konstrukcija protokomera

Ovaj senzor se sastoji iz sledećih delova:

- Mikromehanički senzorski element sa senzorom temperature usisanog vazduha

- Procesna elektronika digitalnog signala

- Digitalni interfejs

Merni proces funkcioniše na sledeći način: Senzorski element se sastoji od jednog grejača u

sredini i dva termistora sa strane. Grejač je od termistora odvojen staklenom membranom, kako

ne bi dolazilo do grešaka prilikom merenja. Na sledećem primeru se može videti kako ovo

funkcioniše:

Temperatura usisanog vazduha: 30 C

Temperatura na ivici senzora: 30 C

Grejač: 150 C

Temperatura na oba termistora bez protoka vazduha: 90 C

Temperatura na termistoru R1 pri protoku vazduha: 50 C

Temperatura na termistoru R2 pri protoku vazduha: oko 90 C

Na osnovu razlike u temperaturi između termistora R1 i R2 senzor dobija informacije o masi

usisanog vazduha, kao i pravac protoka vazduha.

Prednosti ovakvog senzora su:

- Precizniji i stabilniji signal koji se šalje ka ECU

- Veća otpornost signala na smetnje

66

M1 Elektropokretač (Anlaser)

Slika 77 - Elektropokretač ovog vozila

Starter motor (elektropokretač) je motor jednosmerne struje koji pokreće (pali) dizel motor ovog

vozila. Kada okrenemo ključ Starter relej dovodi napon sa akumulatora na elktromagnetnu

sklopku elektropokretača, pokreće se poluga koja gura zupčanik elektropokretača prema

zamajcu, dok istovremeno struja dolazi na pobudne namotaje polova statora. Naleganjem

zupčanika anlasera na zamajac motora ostvaruju se uslovi za pokretanje motora. Anlaser ima

zadatak da pokrene zamajac i na taj način obezbedi startovanje motora. Pri startovanju motora

elektropokretač mora raspolagati velikim obrtnim momentima kako bi savladao inerciju mase

delova koje pokreće, otpore trenja kao i otpor koji se stvara za vreme takta sabijanja.

Elektropokretač je najveć potrošač elelktrične energije.

67

W2.1 CAN magistrala

Rapidni porast broja elektronskih upravljačkih jedinica stvorio je potrebu za mrežnim sistemom

u motornim vozilima koji će imati veliki kapacitet i brzinu, sposobnost rada u realnom vremenu

kao i visoku pouzdanost. Controller Area Network odnosno CAN je serijski komunikacijski

protokol koji je projektovan upravo za primenu u automobilskoj industriji i danas je dominantni

protokol u automobilskim mrežnim sistemima. CAN-om je definisan standard za efikasan i

pouzdan način komunikacije između senzora (davača), aktuatora, kontrolera i čvorišta u realnom

vremenu.

CAN je zasnovan na broadcast komunikacionom mehanizmu. Za realizaciju broadcast

komunikacije koristi se tzv. porukama-orijentisan transmisioni protokol.

CAN protokol definiše četiri tipa poruke:

- poruku sa podacima (data frame),

- poruku sa zahtevom za podacima (remote frame),

- poruku greške (error frame),

- poruku o zauzetosti (overload frame).

Prioritet poruke koja se pojavljuje na magistrali se određuje arbitracijom. Prema CAN protokolu

sadržaj arbitracionog polja određuje prioritet. Prioriteti se dodeljuju porukama u fazi

projektovanja sistema i ne mogu se dinamički (u toku rada sistema) menjati.

Ova komponenta sadrži dva nosača signala a to su CAN High i CAN Low. Kada nema transfera

podataka preko magistrale na obe magistrale je napon od 2.5 V. Kada krene transfer podataka

napon na CANH skace na 3.75 V, a napon na CANL opada na 1.25 V generišući tako razliku

napona od 2.5 V između linija.

Na primer kod ovog vozila ECU komunikaciju preko CAN magistrale vrši preko pinova 83 i 84,

gde je pin 83 CAN low, a pin 84 CAN high.

Drugi primer je komunikacija ABS/ESP kontrolne jedinice na ovom vozilu koja komunikaciju sa

CAN magistralom vrši preko pinova 23 i 21, gde je pin 23 CAN high, a pin 21 CAN low.

68

X9.2 OBD priključak

Slika 78 - OBD priključak sa 16 pinova

OBD sistemi moraju izvršiti sledeće zadatke:

- Nadzor svih komponenti od uticaja na sastav izduvnih gasova i funkcionisanje pogona vozila.

- Otkrivanje odstupanja i grešaka.

- Memorisanje grešaka i informacija o stanju.

- Prikazivanje grešaka.

- Izlaz kodova grešaka i informacija o stanju.

Ciljevi OBD sistema:

- Stalni nadzor svih komponenti i sistema od uticaja na sastav izduvnih gasova

- Trenutno otkrivanje i prijavljivanje bitnih grešaka zbog kojih bi se emisija pogoršala

- Postizanje male emisije štetnih gasova svakog vozila tokom celog njegovog

radnog veka

Prate se sledeći parametri

- Jačina struje na priključku sa masom, veza sa pozitivnim polom i prekidi

- Ulazni i izlazni signali sa senzora i aktuatora

- Verodostojnost signala

69

Slika 79 - Električna priključna šema, peti deo

70

A5.16 Upravljački uređaj ventilatora hladnjaka

Ventilator hladnjaka je uređaj koji hladi hladnjak motora. Rashladna tečnost prolazi kroz blok

motora i hladi ga, što za posledicu ima grejanje same rashladne tečnosti, zbog toga ona dalje

cirkuliše ha hladnjaku gde biva ohlađena, pa se ponovo vraća u motor.

Slika 80 - Šematski prikaz ove kontrolne jedinice

Na slici iznad možemo videti da postoje tri različita signala od ECU ka A5.16, čija je namena

uključivanje tri različite brzine kojima se vrti ventilator pri hlađenju hladnjaka.

71

B9.4 Senzor nivoa goriva


Ovaj senzor meri nivo goriva u rezervoaru i šalje podatak o tome ka ECU, odakle se isti šalje ka

Kontrolnoj tabli.

72

K1.11 Relej kompresora klime

Y6.1 Magnetno kvačilo kompresora klime

Ova komponenta predstavlja spoj pogona pomoću klinastog remena između motora vozila i

kompresora sistema klime.

Sastoji se od:

- Magnetne zavojnice

- Točka remenice

- Ležaja

- Opružne ploče

Kada je isključen klima uređaj točak remenice se slobodno okreće. Kada se klima uključi na

magnetnoj zavojnici se nalazi napon mreže vozila i stvara se polje sile. Elektromagnetna sila

privuče opružnu ploču na rotirajući točak remenice, i tako stvara čvrst spoj sa točkom remenice,

koji pokreće pogonsku osovinu, a time i kompresor klime.

73

S1.13 Prekidač kvačila

Šalje signal da li je pedala kvačila aktivirana ili ne. Signal sa ove komponente koristi:

- Regulacija količine goriva

- Regulacija brzine vožnje

- Upravljački uređaj motora

S1.44 Prekidač nivoa motornog ulja

S3.5 Pritisna sklopka, za ulje u motoru

Ako pritisak ulja zbog propuštanja u kružnom toku motora padne ispod određene vrednosti,

komponenta S3.5 se prebacuje na masu. Signal sa ove komponente se prikazuje preko

upozoravajuće lampice.

Do uključivanja jedne od ove dve komponente može doći i pod sledećim uslovima:

- Premala količina ulja u motoru.

- Mehanička oštećenja na motoru, koja za posledicu imaju pad pritiska ulja.

74

7. Komunikaciona merenja

Komunikaciona merenja Na kontaktu Prazan hod

Napajanje 13.30V 13.60 V

Stanje paljenja ON ON

Starter relej OFF OFF

Kontrola grejača Neaktivna Aktivna

Relej grejača OFF ON

Lampica grejača Isključena Isključena

Broj obrtaja motora 0/min 857/min

Željena brzina obrtaja na praznom hodu 850/min 850/min

Senzor pozicije pedale gasa 1 0.96 V 0.96 V

Senzor pozicije pedale gasa 2 0.47 V 0.47 V

Izračunata pozicija pedale gasa 0% 0%

Količina usisanog vazduha 6550.2 kg/h 53.2 kg/h

Nominalna količina usisanog vazduha 0 kg/h 46 kg/h

Atmosferski pritisak 98 kPa 98 kPa

Napon na senzoru atmosferskog prit. 3.87 V 3.87 V

Položaj leptir klapne 5% 5%

Temperatura vazduha punjenja 52 C 34 C

Napon temperature vazduha punjenja 1.95 V 2.73 V

Temperatura ambijenta 20 C 23 C

Prekidač svetla kočnice 1 Uključen Isključen

Prekidač svetla kočnice 2 Isključen Uključen

Prekidač kvačila Isključen Isključen

Količina ubrizgavanja, glavno ubriz. 0 mm kubnih 7.8 mm kubnih

Glavni ugao ubrizgavanja 0 stepeni 0 stepeni

Stvarni pritisak u railu 0.21 Mpa 26.15 Mpa

Nominalni pritisak u railu 30 Mpa 27 Mpa

Pritisak u railu, napon na senzoru 0.49 V 1.09 V

Položaj ventila regulatora pritiska 11% 29%

Struja ventila za regulaciju pritiska 0.19 A 0.8 A

Ventil ograničenja pritiska goriva 0.39 A 1.41 A

Senzor temperature goriva 28 C 20 C

Napon senzora temperature goriva 2.99 V 3.34 V

Signal nivoa goriva 0 V 0 V

Lampica zamene ulja Uključena Uključena

Napon senzora temperature izduv. gas. 1 0.84 V 0.98 V

Napon senzora temperature izduv. gas. 2 0.86 V 0.90 V

Temperatura izduvnih gasova senz. 1 28 C 84 C

75

Temperatura izduvnih gasova senz. 2 28 C 52 C

DPF filter, pritisak minus 1kPa minus 1kPa

Napon/Izduvni gas dif. Pritisak 0.45 V 0.47 V

Zasićenje DPF filtera 70% 70%

Status regeneracije DPF filtera 0% 0%

Pozicija EGR ventila 100% 100%

Temperatura rashladne tečnosti 49 C 44 C

Napon na senzoru temperature ras. teč. 2.6 V 2.77 V

Ventilator hladnjaka brzina 1 Isključen Isključen



Radni ciklus kont. ventila vrtloženja 5% 70%

Nominalni pritisak turbine 104 kPa 104 kPa

Pritisak turbine 97 kPa 97 kPa

Napon senzora pritiska turbine 1.56 V 1.58 V

Pulse-duty faktor ventila pritiska punj. 75% 75%

Cruise control Isključeno Isključeno

Magnetska spojnica A/C kompresora Isključena Isključena

A/C senzor pritiska 880 kPa 920 kPa

Napon na A/C senzoru pritiska 1 V 1.04 V

Pritisak ulja u motoru Prenizak Ok

Nivo ulja u motoru Ok Ok

Preostali radni vek ulja 0% 0%

Kontrolna lampica za promenu ulja Uključena

Obrtni moment motora 186 Nm 10 Nm

Obrtni moment, kontrola proklizavanja minus 100 Nm minus 100 Nm

Monitor obrtnog momenta Neaktivan Neaktivan

MIL lampica Uključena Isključena

Servisna lampica Isključena Isključena

Ubrzanje vozila 0 m/s 0 m/s

Brzina vozila 0 km/h 0 km/h

U tabeli iznad imamo prikazana komunikaciona merenja na kontaktu i u praznom hodu. Samim

rezultatima neće biti posvećeno previše pažnje zato što skoro svi odgovaraju svojim nominalnim

vrednostima. Biće obrađeno samo par zanimljivosti:

- Količina usisanog vazduha dok je vozilo bilo na ključu - 6550.2 kg/h. Verovatno se radi o

nekoj grešci pri merenju jer je ova vrednost krajnje neverovatna.

76

- Zasićenje DPF filtera od 70%, nam pokazuje da je potrebno sagoreti nataložene čestice u

filteru. Ovo se može uraditi u servisu ili vožnjom na otvorenom putu, gde je motor konstantno na

većem broju obrtaja.

Uzrok ovolike zasićenosti samog filtera je gradska vožnja. Vožnja sa mnogo kreni-stani sekvenci

ne dozvoljava da se odradi regeneracija DPF filtera, jer kao što je već napomenuto za tako nešto

je potrebna konstantna vožnja na velikom broju obrtaja. To je takozvana pasivna regeneracija

koja uglavnom funkcionise do nekih 45% zasićenosti.

Ako zasićenost pređe 45% ECU će pokušati da pokrene aktivnu regeneraciju tako što će

podešavanjem ubrizgavanja, dizati temperaturu u DPF filteru. Ali gradska vožnja tu opet stvara

problem, jer često stajanje, pa ponovno kretanje onemogućava proces regeneracije za koji je

potrebno između 10 i 25 minuta.

Ukoliko se zasićenost popne na preko 75% u većni slučajeva jedini način regeneracije će biti

preko dijagnostičkog uređaja u servisu, dok zasićenost preko 95% može značiti potrebu za

zamenom kompletnog filtera.

U slučaju naše zemlje to će verovatno značiti izbacivanje DPF filtera uz reprogram ECU, bez

ikakve zamene, pošto se cena istih kreće u rasponu od 800 do 1400 evra. Uz to treba uzeti u

obzir da takav postupak samanjuje potrosnju goriva, a i daje dodatnu živost automobilu, pošto

DPF filter opstruiše normalan protok izduvnih gasova.

- Potrebno je zameniti ulje.

77

Slika 82 - Komunikaciona merenja slika 1

Na slici iznad su prikazani broj obrtaja motora, količina usisanog vazduha i količina ubrizganog

goriva tokom glavne faze ubrizgavanja. Sa pritiskom na papučicu gasa vidimo da raste broj

obrtaja motora, kao i količina usisanog vazduha. Količina ubrizganog goriva u glavnoj fazi

ubrizgavanja direktno zavisi od prethodna dva parametra. Rad brizgaljke je direktno kontrolisan

od strane ECU koja paljenjem i gašenjem brizgaljeke u određenim intervalima, reguliše količinu

goriva ubrizganog u cilindar. Na osnovu podatka o količini vazduha koju ECU prima od strane

protokomera, ECU preko brizgaljki ubrizgava odgovarajuću količinu goriva koja se meša sa

nadolazećim vazduhom praveći stehiometrijsku smešu. Dužina ubrizgavanja je zavisna od

opterećenja motora, a što je veće opterećenje motora, veća je i količina vazduha koja ulazi u

cilindar.

78


Na slici iznad su prikazani broj obrtaja motora, ugao glavnog ubrizgavanja i stvarna vrednost

pritiska u railu. Možemo videti na slici da da porastom ugla ubrizgavanja raste i pritisak u railu,

ali samo do određene vrednosti. Na drugom delu slike se vidi kako signal pritiska u railu opada

iako ugao ubrizgavanja i dalje raste. Ovo je posledica rada ventila za regulaciju pritiska u railu,

koji svojim otvaranjem sprečava da pritisak pređe preko određene granice, tako što višak goriva

vraća nazad u rezervoar. Gas je dodavan iz praznog hoda i ECU to vidi i smanjuje pritisak. ECU

na osnovu frekfencije signala položaja radilice, prati broj obrtaja motora. Prateći vreme između

radnih taktova motora, ECU vidi da li je došlo do povećaja ili smanjenja broja obrtaja motora.

79


Na slici iznad možemo videti broj obrtaja motora, signal sa senzora diferencijalnog pritiska DPF

filtera i pritisak punjenja turbine. Možemo videti da sa porastom pritiska turbine raste broj

obrtaja kao i razlika pritiska na DPF senzoru pritiska. Ovaj senzor meri razliku imeđu pritiska na

ulazu u DPF filter i pritiska na izlazu DPF filtera. Porastom količine čestica zarobljenih u DPF

filteru raste pritisak na ulazu u filter u poređenju sa pritiskom na izlazu istog. Samim tim raste i

razlika između njih. U ovom slučaju imamo jako prljav DPF filter čija je zapušenost 70%, što je

jako blizu opasnih vrednosti. Problem je što ova zapušenost filtera opsturiše normalno

cirkulisanje izduvnih gasova, a samim tim onemogućava normalan rad motora i turbine. Povećan

otpor stujanju izduvnih gasova ispred samog DPF filtera, rezulotvaće u pokušajima motora da

dodatnim naporom savlada nastali otpor, a samim tim će doći i do povećanja potrošnje goriva, a

posle određene granice i do gubljenja snage motora. Takođe ovo utiče i na rad turbine,

smanjenjem pritiska punjenja. Možemo videti na slici iznad da pri prvom dodavanju gasa imamo

veću razliku pritiska na senzoru diferencijalnog pritiska DPF filtera nego pri drugom dodavanju

gasa, a samim tim i manji pritiska punjena turbine, jer je u prvom slučaju veći deo izduvnih

gasova ostao blokiran ispred DPF filtera.

80


Na slici iznad su prikazani broj obrtaja motora, količina ubrizgavanja, i obrtni moment motora.

Možemo videti na slici da obrtni moment motora i količina ubrizgavanja kreću da rastu u isto

vreme, a da zatim obrtni moment kreće da pada, dok u isto vreme broj obrtaja motora kreće da

raste. Tipični dizel motori imaju maksimalan obrtni moment na 1500 do 2000 obrtaja/minutu,

posle čega obrtni moment krene da opada što možemo i videti na slici iznad, bez obzira na to što

broj obrtaja motora i dalje raste. Takođe na slici možemo videti da je količina ubrizganog goriva

zavisna od broj obrtaja motora. Tj dodavanjem gasa raste broj obrtaja motra, raste količina

usisanog vazduha u cilindar, i samim tim ECU ubrizgava i određenu količinu goriva kako bi se u

cilindru napravila stehiometrijska smeša. Dužina ubrizgavanja zavisi od opterećenja motora i

količine usisanog vazduha u cilindar motora, i još mnogih drugih fakotra na osnovu kojih ECU

vrši dodatne korekcije u trajanju glavnog ubrizgavanja.

81

8. Aktuatori i test funkcija

Aktuatori su uređaji koji na osnovu ulaznog električnog signala izvršavaju neku određenu radnju.

To su električni, hidraulični ili pneumatski uređaji koji upravljaju tokom materijala ili energije.

U automobilskoj industiji oni imaju široku primenu i ECU preko njih kontroliše razne procese

tokom rada motora. Tipični primeri aktuatora u ovom slučaju su: brizgaljke, EGR, regulator

pritiska goriva, regulator brzine obrtanja ventilatora hladnjaka....

Jednostavno rečeno aktuatori su našli veliku primenu u automobilskoj industriji, a preko

dijagnostičkog uređaja nam se pruža prilika da ih testiramo tj proverimo njihovu ispravnost.

Slika 86 - Upozorenje

Pre ulaska u test aktuatora sistem nas upozorava da je isti moguć samo dok je motor na ključu ili

u praznom hodu. Takođe sistem daje obaveštenje da pogledamo korisničke instrukcije vezane za

aktuator koji testiramo.

82

Slika 87 - Test aktuatora

Na slici iznad je prikazano ukupno 9 aktuatora koje je moguće testirati. Odavde je moguće

pokrenuti aktuatore, a zatim zvučno, vizuelno ili na neki drugi način utvrditi da li je aktuator

ispravan. Da bi se testirao svaki od ovih aktuatora potrebno je prethodno ispuniti sistemske

zahteve koji su predviđeni za to testiranje (na primer: isključen motor, vozilo na ključu, vozilo

nepokretno).

83

Slika 88 - Test funkcije ventilatora hladnjaka

Na slici iznad je prikazan ulaz u test funkcije ventilator hladnjaka. U drugom redu imamo uslove

koje je neophodno ispuniti da bi test bio moguć, a to su: isključen motor, vozilo na ključu, vozilo

nepokretno.

84

Slika 89 - Test funkcije ventilatora hladnjaka

Odavde je moguće preko dugmića plus i minus podešavati brzinu kojom će se ventilator

hladnjaka vrteti. Na prvoj slici vidimo podešavanja gde se ventilator okreće maksimalnom

brzinom, dok na drugoj slici je to smanjeno na samo 25% od ukupne moguće brzine. Prilikom

ovog testa primetna je razlika u zvuku koju pravi ventilator zavisno od brzine kojom se vrti.

Prilikom rada automobila u toku vožnje ovo isključivo zavisi od temperature na osnovu koje će

ECU odlučiti da li ventilator hladnjaka treba da radi sa 100% snage ili sa smanjenom snagom,

kako bi se hladnjaku uvek obezbedila potrebna doza hladjenja zavisno od uslova.

85

Slika 90 - quantity comparison

Na slici iznad imamo uslove propisane od strane sistema neophodne da bi se pokrenuo test

poređenja količine ubrizganog gorva po cilindrima. Kao što možemo videti uslovi su: pokrenuti

motor, motor u praznom hodu i zagrejan, isključena sva mehanička i električna opterećenja

(klima, grejanje sedišta…)

Slika 91 - Neuspelo pokretanje testa

Sa slike iznad možemo videti da gornje pomenuti uslovi za pokretanje testa nisu ispunjeni.

86

Iako je više puta pokušano pokretanje samog testa, ni jedno nije bilo uspešno. Ipak u daljem

tekstu će biti opisana svrha ovog testa.

Ako na primer imamo neravnomeran rad motora u praznom hodu, loše preformanse samog

motora, ili prekomernu potrošnju goriva ovaj test može dati uvid u uzrok problema.

Slika 92 - Poređenja količine ubrizganog goriva po cilindrima Fiat Stilo 1.9 JTD

Na slici iznad kao ilustraciju imamo izvedeno ovo merenje na automobilu Fiat Stilo sa motorom

1.9 JTD (motor ugrađen na ovom vozilu je iz iste porodice motora, samo je u pitanju novija

generacija). Rezultati ovog merenja nam mogu obezbediti jako bitne informacije, koje često

mogu ukazati na razne mehaničke kvarove, koje je ECU motora prisiljena da do određene mere

koriguje dodavanjem ili oduzimanjem ubrizgane količine goriva po cilindrima. U ovom

konkretnom slučaju možemo videti da su korekcije ubrizgavanja po cilindrima koje ECU vrši

male, što nam govori o tome da motor radi kako treba. Iz priloženog se može videti da ECU

najveće korekcije vrši na trećem i četvrtom cilindru, pri čemu je treći cilindar najslabiji pa mu

ECU produžava ubrizgavanje za dodatnih 0.7 mm3 . ECU svojim radom preko brizgaljki

balansira preformanse svakog cilidnra korigujući količinu ubrizganog goriva. Ukoliko je rad

cilindra slabiji od željenog ECU ubrizgava dodatnu količinu goriva, a ako je iznad, ECU

smanjuje količinu goriva ubrizganog u cilindar. Kako se ne bi uticalo na rad motora u praznom

hodu količina potrbna radi balansiranja rada jednog cilindra, mora se uzeti ili dodati ostalim

cilindrima. Količine goriva koje se oduzimaju i dodaju po različitim cilindrima , treba u

ukupnom zbiru da daju nulu. Sa slike iznad vidimo da je ukupan zbir skoro nula, tj - 0.1 mm3 .

Na osnovu prikazanih podataka, dijagnostičar po potrebi proverava količinu goriva na povratu

brizgaljke, skida i šalje na ispitivanje brizgaljke ili ih menja, a u slučaju da nije kvar u

brizgaljkama, daljnji dijagnostički koraci su vezani za dinamičko ispitivanje kompresije preko

struje startovanja vozila, merenje kompresije klasičnim manometrom ili testerom propustljivosti.

87

9. Snimanje signala osciloskopom

9.1 Glavno ubrizgavanje

Slika 93 - Glavno ubrizgavanje

Na slici iznad su prikazani signali struje i napona na brizgaljci tokom glavnog ubrizgavanja. Kao

što možemo videti ceo signal je podeljen u četiri celine:

1. Kod prve linije imamo zapravo početak ubrizgavanja. Računar šalje naponski signal i

ukidanjem mase dolazi do špica napona od približno 50V (visok špic napona povećava brzinu

reagovanja brizgaljke, smanjujući efekat reaktivne induktivnosti), tada počinje da teče i

takozvana pickup struja koja ide na elektromagnetni ventil brizgaljke i stvara elektromagnetno

polje, magnetni kalem povlači iglicu eleketromagnetnog ventila u svoje sedište. Ovo prekida

vezu između dovoda goriva u brizgaljku, i komore visokog pritiska u brizgaljci.

2. Kako iglica elektromagnetnog ventila u potpunosti seda u svoje sedište dolazimo do sledećeg

dela signala koji se naziva BIP (Beginning of injection period), tj početka perioda ubrizgavanja.

Ovaj položaj iglice izaziva promene u struji kalema, što ECU detektuje kao BIP signal, i to

predstavlja polaznu tačku u ubrizgavanju goriva.

3. Po postavljanju iglice elektromagnetnog ventila na svoje mesto imamo takozvanu držeću

struju koju održava ECU, kako bi iglica ostala tamo gde jeste. Ta struja je sada manja pošto je

magnetno polje stabilizovano i potrebno je manje struje kako bi se ventil držao zatvorenim.

4. Po isteku vremena ubrizgavanja računar prekida struju i dolazi do naglog pada njene vrednosti

na nulu, i samim tim do vraćanja iglice elektromagnetnog ventila u početnu poziciju.

88

Slika 94 - Iglica elektromagnetnog ventila tokom ubrizgavanja goriva

Na slici iznad imamo prikazanu brizgaljku u trenutku ubrizgavanja. Sa 1 je označena iglica

elektromagnetnog ventila, koja u ovom položaju prekida vezu između komore visokog pritiska

označene sa 2 i dovoda goriva označenog sa 3. Dok na slici ispod imamo prikazanu tu istu

brizgaljku po prestanku ubrizgavanja, tj pošto je računar prekinuo struju koja je držala iglicu

elektromagnetnog ventila na svom mestu.

Slika 95 - Brizgaljka po prestanku ubrizgavanja goriva.

89

9.2 MAF senzor

Slika 96 - MAF senzor pin 1

Na slici iznad je prikazan signal sa pina 1 protokomera. Ovo je signal napajanja sa akumulatora.


Na slici iznad je prikazan signal sa pina 2 protokomera, i u pitanju je masa koju protokomer

dobija od ECU.

90


Na slici iznad je prikazan signal sa senzora temperature usisanog vazduha.

91


Na slici iznad su prikazani signali sa protokomera na pinu 4 pri praznom hodu i pri dodavanju

gasa. Preko ovog pina motorni računar prima podatke o protoku vazduha. Dodavanjem gasa raste

protok vazduha a samim tim i frekfencija signala. Na ovaj način senzor generiše PWM signal,

koji se kasnije koristi pri na primer regulaciji vremena ubrizgavanja.

92

9.3 Senzor pritiska u rail-u

Slika 100 - Senzor pritiska u railu pin 1

Na slici iznad je prikazan signal sa pina 1 senzora pritiska u rail-u, i upitanju je masa senzora.

Slika 101 - Senzor pritiks u railu pin 3

Na slici iznad je prikazan signal sa pina 2 senzora pritiska u rail-u, i u pitanju je referentni napon

koji senzor dobija od ECU.

93

Slika 102 - Senzor pritiska u railu pin 2

Na slici iznad prikazan je signal sa pina 2 senzora pritiska u rail-u, i u pitanju je signal o pritisku

goriva u rail-u koji senzor šalje ka ECU. Možemo videti da na samom početku napon signala

iznosi oko 1.25 V, to nam govori da je motor u praznom hodu, i ova vrednost odgovara pritisku

od oko 280 bar-a. Pri naglom dodavanju gasa i pritiskanju papučice do kraja imamo nagli skok

napona na vrednost od nešto preko 4 V, a zatim ubrzo opada na vrednost oko 2V. Po puštanju

papučice gasa napon signala bi opet spao na približno 1.3 V što je normalna vrednost za vozilo u

praznom hodu. Ovaj napon nikada neće otići iznad 4.5 V što je približno 1600 bar-a, zato što mu

to ventil za ograničenje pritiska neće dozvoliti.

94

9.4 Senzor pritiska turbine

Slika 103 - Senzor pritiska turbine pin 1

Na slici iznad je prikazan signal sa senzora pritiska turbine pin 1, i u pitanju je masa senzora.

Slika 104 - Senzor pritiska turbine pin 2 - signal sa senzora temperature vazduha

U ovom konkretnom slučaju imamo dva senzora u istom kućištu. Ovo je signal sa senzora

temperature vazduha. U pitanju je senzor zasnovan na NTC otporniku, što znači da je izmereni

napon na senzoru zavistan od temperature. U ovom slučaju bi trebalo da je ekvivalent ovom

naponu temperatura vazduha od približno 50 C.

95


Na slici iznad je prikazan signal sa senzora pritiska turbine pin 3, i u pitanju je referentni napon

koji senzor dobija od ECU.


Na slici iznad je prikazan signal sa senzora pritiska turbine pin 4. Napon signala se menja u

zavisnosti od pritiska u usisnoj grani. Ova vrednost se kreće oko 80 do 95 kPa u praznom hodu,

dok pri naglom dodavanju gasa treba da skoči na između 120 i 140 kPa, dok vozilo stoji. Pri

punom opterećenju ta vrednost se penje do 250 kPa. Drugim rečima sa pritiskom papučice gasa

ova vrednost mora da raste. Senzor vrednost u kPa pretvara u njen ekvivalent u naponu (1 - 4 V)

i to šalje ka ECU. Ovde možemo videti kako naponski signal ovog senzora sa ~1.6V (80 do 95

kPa) u praznom hodu, pri naglom dodavanju gasa skače na ~3V(120 i 140 kPa).

96

9.5 Regualtor pritiska u rail-u

Slika 107 - Signali sa regulatora pritiska na rail-u

Na slici iznad se nalaze signali sa regulatora pritiska u rail-u, i to redom: prazan hod, dodavanje

gasa, oduzimanje gasa. Ovaj regulator ima zadatak da u rail-u uspostavi i održava pritisak

zavisno od režima rada motora:

97

- pri suviše visokom pritisku u rail-u ventil za regulaciju pritiska se otvara, tako da jedan deo

goriva iz rail-a dospeva preko jednog sabirnog cevovoda nazad u rezervoar goriva.

- pri previše niskom pritisku u rail-u ventil za regulaciju pritiska se zatvara i vrši zaptivanje

visoko-pritisne strane u odnosu na nisko-pritisnu stranu.

On radi na principu elektromagnetnog ventila kojim upravlja ECU. ECU u sistemu zatvorene

petlje u koju je uključen i senzor pritiska u rail-u, putem negativno okidajućeg PWM signala

kontroliše rad ovog ventila. Tj ECU konstantno u zatvorenoj petlji preko senzora pritiska u railu,

provera pritisak, a zatim preko PWM signala kontroliše vrednost struje koja otvara i zatvara

regulator pritiska prema potrebi.

PWM (Pulse-width modulation) je digitalni signal u kojem se kontroliše dužina impulsa signala.

Napon, odnosno struja se dovode do analognog primaoca kao serija impulsa, a informacija o

amplitudi analognog signala se predstavlja širinom (trajanjem) impulsa PWM signala. Negativno

okidajući PWM signal u ovom slučaju znači da ECU preko PWM signala kontroliše struju koja

upravlja radom regulatora pritiska, tj struja raste povećanjem dužine negativnog dela impulsa

PWM signala.

Na primer na slici iznad pri naglom dodavanju gasa ECU šalje PWM signal sa povećanom

dužinom trajnja negativnog dela impulsa, što automatski u ovom slučaju znači da će doći i do

rasta struje koja kontroliše regulator pritiska (sa oko 1A u praznom hodu na oko 1.7A pri

dodavanju gasa). Porastom pritiska na recimo maksimalnih 1600 bar-a, struja će dobiti dovoljnu

vrednost da otvori ventil na regulatoru pritiska.

Dok je na zadnjoj slici obrnuto. Sada ECU smanjuje trajanje negativnog dela impulsa i samim

tim, opada vrednost struje koja kontroliše regulator pritiska u railu. Kada vrednost struje

dovoljno opadne, ventil regulator pritiska će se zatvoriti.

98

10. Zaključak

Motor 1.9 CDTI (Z19DTH) je proizvod saradnje između Fiata i GM, i pripada drugoj generaciji

poznatih Fiatovih JTD motora, koji u svetu modernih turbo dizel motora spadaju u jedne od

najboljih i najpouzdanijih. Opelov motor Z19 DTH ima snagu od 110 kW i zapreminu od 1990

cc. Radom motora upravlja kontrolna jedinica Bosch EDC 16C 9. Uz ovaj motor ide i VGT

(Variable-geometry turbocharger) turbina, tj turbina sa promenljivom geometrijom.

Iako motori iz ove familije dizel motora važe za jako dobre motore, ni oni nisu savršeni.

Uobičajeni problemi kod ovog motora su:

- Problem sa DPF filterom. Uglavnom se problem rešava regeneracijom istog.

- Problem sa aktuatorm ventila vrtloženja kao i sa samom granom na mestu gde je smešten sam

ventil vrtloženja (prljavština koja ulazi kroz usisnu granu se nakupi i zaglavi ventil). U ovom

slučaju potrebno je zameniti kompletnu usisnu granu.

- Problem sa EGR-om. U tom slučaju je preporučlljivo skinuti i očistiti EGR.

- Takođe ogromne probleme i havariju u motoru može izazvati i pumpa za vodu, koja se pokreće

preko zubčastog kaiša. Česti su slučajevi gde je posle samo 40 000-60 000 km dolazilo do

otkazivanja pumpe za vodu, što bi za posledicu izazivalo kidanje ili zbacivanje zubčastog kaiša.

Zbog ovoga je preporučljiva zamena pumpe i zubčastog kaiša posle pređenih 40 000 km.

Tokom komunikacionih i osciloskopskih merenja jedini stvarni problem na ovom automobilu je

bio zapušen DPF filter (70%). Ovolika zapušenost datog filtera je jako blizu kritične granice od

75% kada će jedini način regeneracije biti, odlazak u servis. Međutim već sada ovakvo stanje

filtera utiče na normalan rad motora što se može i videti na slici 84. Zapušenost filtera opstruiše

normalno cirkulisanje izduvnih gasova, tj stvara se povećan pritisak i otpor prolazu gasova na

ulazu u filter, što rezultira u dodatnom radu motora kako bi dati otpor savladao, a ujedno utiče i

na rad turbine.

Kod ovog konkretnog automobila osim opisanog problema drugih neispravnosti nije bilo.

Međutim usled nedostatka vremena, tokom testiranja vozila nije odrađen test poređenja količine

ubrizganog goriva po cilindrima, koji bi svakako trebalo uraditi jer daje dosta dobar uvid u stanje

jako bitnih komponenti sistema ubrizgavanja.

Takođe bi zbog gore opisanih uobičajenih problema vezanih za ovaj motor, trebalo dodatno

proveriti rad EGR ventila, kao i aktuator ventila vrtloženja u usisnoj grani. Problemi sa ovim

aktuatorom mogu izazvati velike probleme pošto su same klapne unutar usisne grane napravljene

od neke vrste plastike, tako da može doći do njihove deformacije pa čak i raspadanja, što može

imati jako ozbiljne posledice. Osim toga potrebno je zameniti i ulje.

99

11. Literatura

1. Bosch ESI [tronic]

2. Autodata

3. Vivid Workshop Data

4. Advanced Automotive Fault Diagnosis, Second Edition, Tom Denton

5. Automotive Computer Controlled Systems, W.M. Bonnick

6. Kratice u automobilizmu, Stručni bilten broj 109, mr Goran Pejić dipl. ing

7. Electronic Diesel Control EDC, Robert Bosch GmbH, 2001

8. Automotive Handbook, Robert Bosch GmbH, September 2000

9. Automobile Electrical and Electronic Systems, 2000, Tom Denton

10. Kontrola emisije i OBD, PIERBURG

11. http://europe.delphi-dso.com/uk/members/home.htm

12. http://www.picoauto.com/

13. http://www.motorna-vozila.com/tag/princip-rada/

14.http://www.aa1car.com/library.htm

15. Common Rail Disel Systems, Tony Kitchen

16. Automotive Sensors & Instrumentation, PCB

17. AUTOMOTIVE SENSORS, Chris Webber

18. AUTOMOTIVE INDUSTRY TRAINING RETAIL, SERVICE AND REPAIR AUR05

19. Sensors and control in automotive systems, Matrix Multimedia Limited

http://europe.delphi-dso.com/uk/members/home.htm

http://www.picoauto.com/

http://www.motorna-vozila.com/tag/princip-rada/

http://www.aa1car.com/library.htm

Elektronski sistemi paljenja i ubrizgavanja - Diplomski rad - Opel Zafira B

Documents

Transcript of Elektronski sistemi paljenja i ubrizgavanja - Diplomski rad - Opel Zafira B