Sistemi za obrazovanje smeše kod OTO motora
-
Upload
vukovic-jovan -
Category
Documents
-
view
615 -
download
13
description
Transcript of Sistemi za obrazovanje smeše kod OTO motora
SIST
Sa pos
TEMI Z
sebnim o
ZA OB
osvrtom
BRAZO
na savre
OVAN
emene s
NJE SM
sisteme d
MJEŠE
direktno
N
KOD
og ubrizg
Nenad Rad
Apri
OTO
gavanja b
Mašfaku
Banja
dović,7894
il 2011
MOTO
benzina
šinskiultet a Luk
4
ORA
i ka
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 2
Sadržaj:
1) Uvod 3 1.1) Uloga i zadaci za pripremu smješe kod Oto motora 3 1.2) Istorija i razvoj 4 1.3) Podjela 5
2) Sistemi sa obrazovanjem smješe u karburatoru 6 2.1) Elementarni karburator 6 2.2) Sistemi na karburatoru 7 2.3) Prednosti i nedostaci sistema 8
3) Sistemi sa indirektnim ubrizgavanjem benzina 9 3.1) Sistemi sa ubrizgavanjem benzina u usisnu cijev (SPI sistemi) 9
3.1.1) Bosch Mono‐Jetronic sistem 9 3.1.2) Bosch Mono‐Motronic sistem 10
3.2) Sistemi sa ubrizgavanjem benzina u više tačaka (MPI sistemi) 11 3.2.1) Sistemi sa mehaničkom regulacijom (Bosch K‐Jetronic) 11 3.2.2) Sistemi sa elektro‐mehaničkom regulacijom (Bosch KE‐Jetronic) 15 3.2.3) Sistemi sa elektronskom regulacijom 17
3.2.3.1) Bosch D‐Jetronic 17 3.2.3.2) Bosch L‐Jetronic 18 3.2.3.3) Bosch LH‐Jetronic 19
4) Sistemi za elektronsko paljenje i ubrizgavanje benzina (Motronic sistemi) 21 5) Sistemi sa direktnim ubrizgavanjem benzina u komoru za sagorjevanje 24
5.1) Razvoj 24 5.2) Sistem direktnog ubrizgavanja 25
5.2.1) Osnove 25 5.2.2) Verzije pojedinih proizvođača 30
5.3) Bosch DI‐Motronic 34 5.4) Osnovne prednosti i nedostaci sistema direktnog ubrizgavanja benzina 37 5.5) Mogućnost kombinovanja sa drugim sistemima na vozilu i neki savremeni primjeri
primjene sistema 38
6) Zaključak 7) Literatura
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 3
1. Uvod 1.1) Uloga i zadaci sistema za pripremu smješe kod oto motora
‐ Osnovna uloga sistema za obrazovanje smješe kod oto motora jeste da obezbjedi optimalan sastav smješe koja će sagorjeti u cilindru motora. Iako se kao gorivo u motorima mogu koristiti razni ugljovodonici, uzeviši u obzir najrasprostranjeniju primjenu benzina, ovaj rad će biti baziran na sistemima za motore pogonjene ovim gorivom. S obzirom na prirodu benziskog goriva, da bi smješa bila optimalna potrebno je da faze budu dobro izmješane, te da smješa bude što više homogena i sa što većim udjelom parne faze goriva. Takođe, s obzirom na usku granicu upaljivosti smješe, neophodno je da sastav iste bude precizno definisan, kako bi bilo obezbjeđeno sigurno upaljenje. Za potpuno sagorjevanje jednog kilograma benzina potrebno je 14,9 kilograma vazduha i taj omjer se naziva stehiometrijskim. Odstupanje stvarno usisane količine vazduha od potrebne za stehiometrijsko sagorjevanje izražava se koeficijentom viška vazduha – lambda (λ). Eksperimentalna ispitivanja na jednocilindričnom motoru su pokazala da su granice upaljivosti smješe benzina i vazduha definisane vrijednostima 0,40<λ<1,35. Kos višecilindričnih motora ovo područje je znatno uže zbog neravnomjerne raspodjele smješe po cilindrima.
‐ Ukoliko nakon završetka procesa sagorjevanja u produktima sagorjevanja ostane nesagorjelog goriva, onda se radi o bogatoj smješi tj. λ<1, a ukoliko se u produktima sagorjevanja dobije višak kiseonika, smješa je siromašna tj. λ>1. Upaljenje siromašne smješe nemoguće je zbog nedovoljne toplote razvijene na svjećici i nemogućnosti zagrijavanja velike mase vazduha, dok kod bogate smješe imamo slučaj da sav kiseonik sagori sa malom količinom goriva a ostatak goriva uguši proces sagorjevanja usled nedostatka kiseonika.
‐ Pored ovih osnovnih zahtjeva, sistem za obrazovanje smješe treba da ispuni još niz drugih, kao što su:
o Razvijena efektivna snaga o Ekonomičnost rada motora (potrošnja goriva) o Toksičnost izduvnih gasova o Mogućnost prilagođavanja alternativnim gorivima o Pouzdanost o Uglađen rad o Niski troškovi proizvodnje i održavanja o Mogućnost povezivanja sa dijagnostičkim uređajima o Veliki opseg različitih uslova ekslopatacije o Mogućnost povećanja snage motora (tjuniranja)
‐ Očigledno je da su neki od ovih zahtjeva potpuno u suprotnosti, te tako ne postoji sistem koji može zadovoljiti sve navedeno. Zbog toga se izbor i podešavanje sistema vrši u skladu sa potrebama i namjenom motora na kojem se sistem primjenjuje. Savremeni elektronski kontrolisani sistemi nude više mogućnosti podešavanja i optimizacije rada, pa je tako moguće i istovremeno zadovoljenje više zahtjeva.
‐ Psu se ugSistem kkarburatfunkcionupotrebe
‐ PPrva zabHaselmakod borbmehaničkompansistem ue. Prvi k1957‐e gsistem bPorsche,Jaguar. motora, razvili sa
‐ P
je kompSkraćeniostale kodruge ragodine pdirektno
SIST
1.2)
Prvobitni otolavnom zasnkoji se do tori pojavili nisanja u suše i danas se Prvi sistemi bilježena upoana. Zbog mobenih avionačkim upravljaije koristio brizgavanja omercijalni sgodine. Kombio je prilago, dok je komKompanija Bte izbacije n
avremeni sist
Prvi komercipanija Mitsuica je nastalaompanije kaoazvijaju svojepredstavila og ubrizgavan
TEMI ZA OB
Istorija i raz
o motori bili nivali na usisdanašnjih dsu se već štini je nepronalaze samosa ubrizgavaotreba ubrizgogućnosti fua iz Drugog sanjem na trje Porše krakoristio je Bsistem ubriz
mpanija Boschođen za upotmpanija LucaBosch tada nove sistemetemi ubrizga
ijalni sistem ubishi i na ea od sintagmo što su Volke verzije sismotor Thetnja benzina.
BRAZOVAN
zvoj sistema
su opremljesavanju vazddana zadržaokrajem deveomjenjen. Ko na motorimanjem gorivagavanja bennkcionisanjasvjetskog ratržište je izbaajem šezdesMW na modgavanja sa eh je izbacila trebu na vozas po licencpostaje lidere, L‐Jetronic vanja benzin
direktnog ubevropsko trže na engleskkswagen (FStema direkta koji je jed
NJE SMJEŠE
a za priprem
eni jako jednuha i goriva o u primjenetnaestog varburatori s
ma specijalnea pojavili suzina bila je a i pod uticajeta. Jedan odacila kompansetih i počedelima 2000/elektronskimsvoj sistem ilima Volkswi izrađivala or u proizvod1974‐e godina.
brizgavanja bžište je stigkom jeziku GI), Renault (Itnog ubrizgadan od pos
KOD OTO
mu smješe
ostavnim sispod dejstvoni kod nekihijeka i do du tokom 80e namjene. se već tride1925. godineem velikih Gd prvih komenija Bosch 1etkom sedam/2002 Tii, kaom upravljanjepod nazivom
wagen, Mercopciju za ugdnji sistema ne, LH‐Jetro
benzina u kogao 1997‐e Gasoline DirecDE), Alfa Rovanja benzinlednjih pred
MOTORA
stemima za pom podpritish motora jedanašnjih da‐ih godina u
esetih godine kod ŠvedsG‐sila ovi sisteercijalnih sist1952‐e godinmdesetih goo i neki modem proizvela m D‐Jetronic edes‐Benz, Sgradnju u auza napajanjnic 1982‐e g
moru za saggodine u mct Injection. meo (JTS), Mna. Kompandstavljenih m
Nenad Radov
pripremu smka iz cilindrae karburatoana princip uglavnom po
na dvadesetokog inženjeremi su našli tema ubrizgane. Drugi sisodina. Kugelfeli Peugeotaje kompanij 1967‐e godSaab, Citroenutomobile koje gorivom bgodine, iz koj
gorjevanje prmodelu CarisNakon MistuMercedes‐Beija Hyndai jmotora sa s
vić, 7894
mješe, koji a motora. rski. Prvi njihovog
otisnuti iz
og vijeka. ra Jonasa primjenu avanja sa stem iste ischer‐ov a i Lancia‐ja Bendix ine. Ovaj n, Volvo i ompanije benziskih jih se se i
redstavila sma GDI. ubishi‐ja i nz (CGI) i e 2011‐e sistemom
4
‐ Skriterijum
‐ Oobrazovaindirektn
‐ P
‐ Bubrizgavbiti posvbiti samo
SIST
1.3)
Sistemi za ma i na više Osnovna poanjem smjeni, a u posledPrema mjest
o Sisteo Sisteo Siste
Budući da vanjem benzvećena i najvo opisani.
TEMI ZA OB
Podjela
pripremu snačina. djela je na seše putem dnjoj decenijtu ubrizgavanemi sa ubrizgemi sa ubrizgemi sa direktsu kod savina, a u novveća pažnja u
BRAZOVAN
mješe kod
sisteme sa oubrizgavanjaji sve se više nja benzina sgavanjem u ugavanjem u utnim ubrizgavvremenih auvije vrijeme su ovom radu
NJE SMJEŠE
oto motora
obrazovanjema goriva. Siprimjenjuju sistemi moguusisnu granuusisni vod povanjem u ciliutomobilskihsve više uprau, dok će kar
KOD OTO
a mogu se
m smješe pustemi sa udirektni sistu biti: (SPI sistemiosebno za svaindar motorah motora uavo sistemi rburatorski i
MOTORA
podijeliti p
utem karburbrizgavanjememi ubrizgav
) aki cilindar (a. glavnom zadirektnog ubsistemi indi
Nenad Radov
prema više
racije i na sism su uglavvanja benzin
MPI sistemi)
astupljeni sisbrizgavanja, rektnog ubr
vić, 7894
različitih
steme sa nom bili na.
)
stemi sa njima će izgavanja
5
2. S
‐ P
je fizičkamjestimraspršujemotoru, se u karb
2
‐ Eelement
SIST
Sistemi sa
Princip funkca pojava da pa suženja doe iznad usistj. pomjeranburator dopr
2.1) Elem
Elementarnite nneophod
TEMI ZA OB
a obrazova
cionisanja kaprilikom struolazi do padsne grane. Snjem klipa krema putem
mentarni ka
m karburatone za obrazo
BRAZOVAN
anjem sm
arburatorskeujanja fluida da pritiska nStrujanje vaa unutrašnjopumpe za g
rburator
orom nazivaovanje smješ
Sl. 1
NJE SMJEŠE
mješe u kar
e pripreme skroz difuzorna osnovu čzduha (usisaoj mrtvoj tačorivo, najčeš
a se karburaše.
1: Elementarni
KOD OTO
rburatoru
mješe zasnivr (cijev promega se gorivavanje) uzročki i stvaranjšće membran
atoor koji sa
i karburator
MOTORA
u
va se na Venmjenljivog povo usisava uokovano je tem podpritisnskog tipa.
adrži samo
Nenad Radov
nturijevom eprečnog preu struju fluidtaktom usisska u cilindru
osnovne dij
vić, 7894
fektu. To sjeka) na da i tako avanja u u. Gorivo
elove, tj.
6
‐ P
usisava mlaznicegoriva uusisanogusisanogrežima rpouzdan
2
‐ Skonstantniej u stelement
SIST
Pod dejstvomvazduh kroze (raspršivač rezervoaru g goriva. Otvg goriva. Karrada motoran rad.
2.2) Siste
S obzirom tnim opterećtaanju da istarnog karbu
TEMI ZA OB
m potpritiskz prečistač i ča) postavljekarburatoravor leptira drburator daka, ali i da zad
emi na karb
da motori ćenjima, a nspuni zahtjeratora (Sl.3 i
BRAZOVAN
ka iz motora,tako stvara ne u zoni naa je uvijeek sdiktira brzinukle mora da drži ekonom
Sl.2: Karakte
buratoru
tokom ekspi uslovi tokove motora i karakteristi
Sl. 3: Karakte
NJE SMJEŠE
, difuzor (DeVenturijev eajmanjeg pristalan i doziru vazduha uizvršii mješa
mičnu potroš
eristika elemen
ploatacije nom eksploataza smješomke idealnog
eristika eleme
KOD OTO
e Lavalov koefekat koji utiska, tj. najvra se preko pu difuzoru, tanje vazduhanju na niskim
ntarnog karbu
e rade sa acije su promm. To se vidikarburatora
ntarnog karbu
MOTORA
onvergentno‐uvlači gorivoveće brzine plovka da netime veličinua i goriva u m i srednjim
uratora
konstanim mjenjljivi, elei i upoređiv (Sl2):
uratora
Nenad Radov
‐divergentni o iz rezervoastruje vazdue bi uticao nu depresije iomjeru zavi
m obrtajima
brojem obrementarni kavanjem karak
vić, 7894
mlaznik) ara preko uha. Nivo akoličinu i količinu snom od motora i
rtaja niti arburator kteristike
7
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 8
‐ S obzirom na gore navedeno i težnju da se karakteristika elementarnog karburatora približi idealnoj, na karburator se ugrađuju pomoćni uređaji kao što su:
o Uređaj za osiromašenje smješe na maliim i srednjim opterećenjima o Uređaj za obogaćenje smješe na punom opterećenju o Uređaj za ubrzanje motora o Uređaj za hladan start o Uređaj za prazan hod
2.3) Prednosti i nedostaci sistema sa karburatorom
‐ Osnovne prrednosti karburatorskog sistema pripreme smješe su dobro raspršivanje goriva,
jeftina izrada, prosta konstrukcija i relativno jednostavno održavanje. Nedostaci su slaba mogućnost regulisanja sastava smješe u širem opsegu opterećenja i broja obrtaja, te nemogućnost nezavisne pripreme smješe po cilindrima.
‐ Sve strožiji ekološki propisi koji su postavljani pred savremene automobile iziskivali su komplikovanije a time i neisplative konstrukcije karburatora, koji su zbog toga danas potisnuti iz automobilskih motora i zamjenjeni savremenijim sistemima ubrizgavanja benzina.
Sl. 4: Pierburg 2E karburator
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 9
3. Sistemi sa indirektnim ubrizgavanjem benzina ‐ Kod sistema indirektnog ubrizgavanja benzina, gorivo se pod pritiskom ubrizgava u usisnu granu, u
jednoj ili više tačaka. Ubrizgavanje u više tačaka može biti ubrizgavanje u vod ili ispred usisnog ventila. Ubrizgavanje takođe može biti periodično ili konstantno. Periodično opet može biti simultano (istovremeno za sve cilindre), grupno (istovremeno za grupu cilindara) i sekvencijalno (posebno za svaki cilindar).
3.1) Sistemi sa ubrizgavanjem benzina u usisnu cijev (SPI sistemi) ‐ Iako su prvi sistemi ubrizgavanja benzina bili u više tačaka (Multipoint), rasprostranjavanjem
ovih sistema, radi njihovog pojednostavljivanja i jeftinije konstrukcije, došlo se na ideju da se napravi sistem sa ubrizgavanjem benzina u jednoj tački u usisnu granu. Tako je faktički samo difuzor karburatora zamjenjen elektromagnetnom diznom koja je pružala veće mogućnosti u pogledu regulacije i praćenja rada sistema.Tako su ovi sistemi i dobili naziv Single Point Injection ili SPI sistemi.
Sl. 5: Šema prostog SPI sistema
3.1.1) Bosch Mono‐Jetronic sistem
‐ Najpoznatiji sistem SPI tipa je svakako Bosch Mono‐Jetronic sistem. Kompanija Bosch je ovaj sistem za ubrizgavanje izbacila na tržište 1988‐e godine i zadržao se u upotrebi do polovine devedesetih godina. Radi se o indirektnom, elektronski kontrolisanom sistemu sa jednom diznom na usisnoj grani motora. Dizna ubacuje gorivo u struju vazduha prinudno pod pritiskom 0,75‐1 bar. Vrijeme ubrizgavanja i količina goriva definiše elektronska upravljačka jedinica pomoću podataka sa sledećih senzora:
o Ugla otklona leptira o Broja obrtaja o Temperature motora i usisanog zraka o Lambda sonde o Senzora klima uređaja i automatske transmisije
‐ EUJ zatim šalje signal sa senzora u mikroprocesor koji ih obrađuje i vraća u EUJ koja izdaje naređenja aktuatorima koji upravljaju sistemom. Upravljačka jedinica sistema Mono‐Jetronic kontroliše samo proces ubrizgavanja goriva, ne i proces paljenja. Ovaj sistem nema protokomjera niti senzora vakuuma u usisnoj grani, pa njegovo ispravno funkcionisanje prvenstveno zavisi od povratne sprege sa lambda senzorom.
Sl. 63‐faktmo
‐ Ozadržao elektron
‐ Gčistijih iz
SIST
6: Šema Boschfilter goriva; 4tuator leptira;tora; 14‐ razv
3.1.2) Bo
Ovaj sistem se u upotrebnski sistem up
Glavna prednzduvnih gaso
o Intego Distro Napo Dete
TEMI ZA OB
h Mono‐Jetron4‐regulator pri; 9‐potenciomvodnik paljenja
za d
sch Mono‐M
nastao je kaobi do kraja depravljanja ra
nost u odnosova. Hardversgrisan sistemributor bez predna dijagnektovanje pr
BRAZOVAN
nic sistema ubitiska goriva; 5etar leptira; 1a; 15‐akumuladijagnostiku; 1
Motronic sis
o naslednik Mevedesetih gdom motora
su na Mono‐ske izmjene m kontrole papodešavanjanostika sa brzomjenja u ok
NJE SMJEŠE
brizgavanja be5‐Solenoidni b10‐ventil za čišator; 16‐preki19‐centralna j
stem
Mono‐Jetrongodina i pojaa sa lambda
‐Jetronic je mu odnosu naaljenja
zim prenosokruženju i us
KOD OTO
enzina: 1‐rezebrizgač; 6‐senšćenje; 12‐lamidač za startovedinica za ubr
nic sistema. Pve novih sistkontrolom u
mogućnost ma sistem Mon
m podatakaslova eksploa
MOTORA
rvoar za gorivzor temperatumbda senzor; 1vanje motora;rizgavanje
Predstavljen tema. Ovo jeu nižoj kompa
mapiranja palno‐Jetronic:
atacije
Nenad Radov
vo; 2‐električnure vazduha; 13‐senzor tem; 17‐relej; 18‐p
je 1990‐e goe bio prvi potaktnoj klasi v
ljenja i postiz
vić, 7894 1
na pumpa; 7‐EUJ; 8‐
mperature priključak
odine i tpuno vozila. zanja
10
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 11
‐ Princip funkcionisanja zasnovan je na α/n kontroli. To znači da se vrijeme paljenja i količina ubrizganog goriva definišu korekcijom podataka dobijenih sa senzora položaja leptira i senzora broja obrta
ja, podacima dobijenim sa senzora temperature i lambda senzora.
Sl. 7: Šema Bosch Mono‐Motronic sistema: 1‐rezervoar; 2‐prečistač goriva; 3‐senzor položaja leprita; 3a‐regulator pritiska; 3b‐dizna; 3c‐senzor temperature vazduha; 3d‐aktuator leptira; 4‐senzor temperature
e tečnosti; 5‐lambda senzor; 6‐EUJ; 7‐ventil za čišćenje kanistera; 8‐bobina; 9‐svjećica; 10‐senzor broja obrtaja; 11‐kanister.
‐ Glavni nedostak ovog sistema, zbog kojeg je i prestao da se primjenjuje jeste brizgač. Na nutrašnjim zidovima usisne grane formirao se tanki film goriva koji je prilikom zagrijavanja motora paravao i tako je nastajao veliki procenat ugljovodonika u izduvnim gasovima.
Sl. 8: Bosch Mono‐Motronic sistem na motoru vozila VW sa motorom zapremine 1.8 litara
rashladn
uis
‐ Kcilindra.
‐ Oplan. Kogodine, avio‐indavionski
‐
Pnajslavnslijediu o
kontrolisraznim subrizgav
SIST
3.2) SKod ovih sisUbrizgavanj
Ovi sistemi pompanija Bosda bi njihovustrija davalh motora.
Prva uspješnijih modela o vrlo brzo, psani (K‐Jetrosistemima ravanja krajem
TEMI ZA OB
Sistemi sa ustema, benzie se obično v
pojavili su sesch je radilav sistem konla je poticaj
na primjenasa ovim si
pa su se takonic 1976) sdi kvalitetnijdevedesetih
BRAZOVAN
ubrizgavanjin se ubrizgavrši ispred u
e već krajem a na razvoju načno bio seza razvoj o
Sl. 9: šem
Bosch‐ovihstemom svako pojavili elsistemi. Potojeg upravljanh godina.
NJE SMJEŠE
jem benzinaava pomoćusisnog ventil
XIX vijeka, apumpe viso
erijski ugrađevih sistema,
ma prostog MP
h sistema ovakako je Meektronski (Dom su se janja i regulaci
KOD OTO
a u više tačau više brizgala. ali ih je pronokog pritiskaen u avionsk, jer karbura
PI sistema
vo tipa uslijercedesov 3D‐Jetronic 19avljala nova je, sve do m
MOTORA
aka ča posebno
alazak karbua za benziskeki motor 19atori nisu m
edila je 50‐300SL Gullw967, L‐Jetronunaprijeđen
masovne poja
Nenad Radov
u usisni vo
uratora stavie sisteme o37‐e godineogli ispuniti
‐ih godina. Jing. Razvoj nic 1973) i mnja i kombiave sistema d
vić, 7894 1
d svakog
o u drugi d 1912‐e e. Upravo zahtjeve
Jedan od je zatim
mehanički nacije sa direktnog
12
‐ ehanim č
upravo p1976‐e petljom.
Sl.
15‐
senz
‐ Gvazduhadoziranje
SIST
3.2.1
Sistem K‐Ječki kontrolisapotiče od kogodine za a
10: Šema siste‐regulator hlazor protoka va
dovo
Gorivo se d se mjeri se goriva i sku
S
TEMI ZA OB
1) Sistemi s
etronic kompanom sistemontinualni. Koameričko trž
ema K‐Jetronicadnog starta; azduha; 11‐veod pomoćnog
doprema do senzorom zaupa čine jedi
l.11: Uređaj z
BRAZOVAN
sa mehanič
panija Boschmu indirektnoličina ubrizžište izrađiv
c: 1‐rezervoar6‐brizgač; 7‐uentil; 12‐lambvazduha; 16‐p
zajedničkoga protok vainicu za kont
a regulaciju sm
NJE SMJEŠE
čkom regula
predstavila og, kontinuaganog gorivana je i va
r; 2‐električna usisna grana; 8da‐senzor; 13prekidač leptir
g voda pomzduha. Ovajtrolu smješe.
mješe: 1‐proto
KOD OTO
acijom (Bosc
je sedamdealnog ubrizga određuje srijanta KU‐J
pumpa; 3‐ak8‐ventil za hla3‐termodavač;ra; 17‐EUJ; 18
moću električj senzor uk.
okomjer; 2‐dis
MOTORA
ch K‐Jetroni
esetih godinagavanja benzse prema koetronic, sa
umulator goriadan start; 9‐d; 14‐razvodnik8‐starter; 19‐a
čne pumpe,komponovan
stributor goriv
Nenad Radov
ic)
a XX vijeka. Rzina. Naziv Količini usisanlambda zat
iva; 4‐prečistadistributor gok paljenja; 15‐akumulator
a količina je sa siste
va
vić, 7894 1
Radi se o K‐Jetronic og zraka. vorenom
ač goriva; riva;10‐‐uređaj za
usisanog emom za
13
‐ G
ulog disklju iv
u č a
prek o vpritiska bar vii šdoziranjakoji nepreki
sed
‐ Dskladišti smješe vza hladausisnu gvisoku teprilikomzagrijavagrnai ussmješe.
Sl.13: prečistač
SIST
Gorivo se doa zadrži odanja motoravodova do održava pritšak dovedena u distribu otvaraju
dno snadbjevDok je usisnido otvara
vrši se prilikoan start koji granu sve doemperaturu. punog opanje koji presled većeg
Osnovne komč goriva; 4‐reg
TEMI ZA OB
oprema iz redređeni priti radi ponovdistributoratisak u ovomog goriva vrtoru, gorivona određe
vaju gorivomi ventil zatvonja ventila. om hladnog ubrizgava dok termodav. Obogaćivanterećenja, aepoznaje veliotvora lept
mponenke K‐Jegulator zagrija
8‐brizg
BRAZOVAN
ezervoara poisak u sistenog startovaa. Regulatorm sistemu naraća u rezero se dovodi enom pritism. oren, dovedeDodatno ostarta pomodatnu količvač ne pokanje smješe seali pomoću iki pad pritistira i vrši o
etronic sistemavanja; 5‐uređgači; 9‐uređaj
NJE SMJEŠE
omoću elektrmu i nakonanja, a zatimr primarnoga približno 5rvoar. Nakondo brizgačaku i moto
eno gorivo seobogaćivanjeoću brizgačačinu goriva uaže dovoljnoe takođe vršuređaja za
ska u usisnoobogaćivanje
ma: 1‐akumulađaj za regulaciza dood pomo
KOD OTO
rične pumpen m g 5 n a r
e e a u o i a j e
ator za gorivo;iju smješe; 6‐voćnog zraka;
MOTORA
e do akumul
Sl.12: B
; 2‐električna pventil za hlada10‐relej
Nenad Radov
atora goriva
Brizgač
pumpa za goran start; 7‐ter
vić, 7894 1
a koji ima
rivo; 3‐rmodavač;
14
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 15
3.2.2) Uređaji sa elektro‐mehaničkom regulacijom (Bosch KE‐Jetronic) ‐ Budući da se čisto mehanička regulacija kod K‐Jetronic sistema nije pokazala kao dovoljna jer
nije bilo moguće u obzir uzeti niz drugih parametara motora, koji su bili neophodni da bi se još više smanjila emisija izduvnih gasova. Stoga je kompanija Bosch nadogradila K‐Jetronic sistem i tako je osamdesetih godina nastao KE‐Jetronic.
‐ Ovo je vrsta elektronski kontrolisanog mehaničkog ubrizgavanja sistema. Budući da mu je osnova K‐jetronic, od njega je nasledio osnovu. Razlika je u tome što ovaj sistem, pored mjerenja količine vazduha koju motor usisava,u obzir uzima još mnoštvo podataka sa raznih senzora na motoru, koji se zatim obrađuju u EUJ koja dalje upravlja sistemom preko elektrohidrauličkih aktuatora. U slučaju elektronskog kvara, sistem i dalje funkcioniše mehanički.
r položaja leptira; 14‐uređaj za pomoćni zrak; 15‐termodavač; 16‐
Sl.14: Šema KE‐Jetronic sistema: 1‐rezervoar; 2‐električna pumpa; 3‐akumulator goriva; 4‐prečistač goriva; 5‐regulator primarnog pritiska; 6‐protokomjer; 6a‐senzorska ploča; 6b‐potenciometar; 7‐distributor; 7a‐kontrolni klip; 7b‐kontrolna ivica; 7c‐gornja komora; 7d‐donja komora; 8‐brizgač; 9‐usisna grana; 10‐ventil za hladan start; 11‐termoprekidač; 12‐leptir; 13‐senzo
EUJ; 17‐elektrohidraulički aktuator; 18‐lambda senzor; 19‐razvodnik paljenja; 20‐relej; 21‐starter; 22‐akumulator
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 16
‐ Najveće prednosti ovog sistema ogledale su se u manjoj potrošnji goriva, manjoj emisiji štetnih izduvnih gasova i munjevitom prilagođavanju različitim uslovima rada. Ove prednosti pogotovo su dolazile do izražaja u krajnjim slučajevima eksploatacije, prilikom hladnog starta, opterećenja i sl. Takođe, ovaj sistem omogućio je postizanje veće snage po litru zapremine jer je obezbjeđivao bolje punjenje motora i kraći put ubrizgavanja.
‐ Što se tiče hardverske osnove, ovaj sistem je jako sličan K‐Jetronic sistemu. Gorivo se i ovde dobavlja preko električne pumpe i akumulatora do distributora kojim upravlja protokomjer, ali i elektrohidraulični aktuator u ovom slučaju. Razlika je kod distributora jer u ovom slučaju imamo diferencijalne ventile koji uvijek zadržavaju pritisak u sistemu. I kod ovog sistema se obavlja obogaćivanje smješe prilikom hladnog starta dodavanjem goriva u usisnu granu pomoću ventila za hladan start, a obogaćivanje smješe pri punom opterećenju obavlja se preko aktuatora.
‐ Ovaj sistem takođe posjeduje dodatne funkcije, kao što su prekid dovoda goriva prilikom preopterećenja, ograničenje broja obrtaja i prilagođavanje smješe na velikim nadmorskim visinama zbog rjeđeg vazduha. Takođe, EUJ koristi zatvorenu petlju sa lambda senzorom za upravljanje sistemom i procesom ubrizgavanja. Ovo je posebno važno jer je tada moguće držati vrijednost λ približno 1 tokom cijelog opsega rada motora, t eje moguće kvalitetnije izdvajanje štetnih materija iz izduvnih gasova pomoću katalizatora.
Sl.15: Sistem KE‐Jetronic na motoru vozila marke Audi zapremine 2.3 litra
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 17
3.2.3) Sistemi sa elektronskom regulacijom ubrizgavanja ‐ Kao što smo već napisali u uvodu, prvi elektronski sistem ubrizgavanja benzina razvila je
kompanija Bandix 1957‐e godine i bio je korišćen uglavnom na američkom tržištu. Bosch je svoj prvi komercijalni sistem ovog tipa na tržište izbacio 1967‐e godine pod nazivom D‐Jetronic gdje je slovo D
aj sistem omogućio je drastično smanjenje štetne emisije i adovoljavanje strogih propisa koji su nametnuti u to vrijeme. Zbog toga se za 5 godina ukupno 18 proizvođača odlučilo na ugrađivanje ovog sistema u svoja vozila.
‐ Princip funkcionisanja sistema se zasnivao na usisavanju vazduha pod dejstvom podpritiska pomjeranja klipa ka UMT i ubrizgavanja goriva ispred usisnog ventila pod pritiskom u struju
pojedinačno za svaki cilindar. Gorivo se dopremalo do solenoidnih brizgača pomoću lektrične pumpe pod određenim pritiskom. Ovo je periodični sistem ubrizgavanja i količinu ubrizganog goriva definisalo je vrijeme otvorenosti brizgača, kojim je oept upravljala EUJ. EUJ je rijeme otvorenosti brizgača računala na osnovu:
o Položaja leptira o Pritiska u usisnoj grani mjerenog pomoću senzora o Temperature rashladne tečnosti o Temperature okoline
‐ Takođe, bilo je neophodno EUJ‐i saopštiti i podatak o položaju klipa što se činilo preko enzora na razvodniku paljenja.
a D‐Jetronic
poticalo od njemačke riječi druck što znači pritisak.
3.2.3.1) Bosch D‐Jetronic sistem ‐ Ovaj sistem prvi put je ugrađen u vozilo VW 1600 i predstavljen je na sajmu automobila u
Frankfurtu 1967‐e godine. Iz zapremine 1600 kubnih centimetara izvučene su 54 konjske snage, što je u to vrijeme bio odličan rezultat. Ovz
usledvazduha,e
v
s
Sl.16: Šema sistem
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 18
3.2.3.2) Bosch L‐Jetronic sistem
‐ Ovaj sistem kompanija Bosch je predstavila 1974 na modelu Porsche 914, i vrlo brzo je ušao u
upotrebu u dosta evropskih modela automobila, a zatim i nekoliko japanskih. Radi se o elektronskom sistemu ubrizgavanja, a naziv potiče od njemačke riječi luft što znači vazduh. Sistem je nastao
Sl.17: Šema sistema L‐Jetronic
‐ Najvažnija razlika između ovog i D‐Jetronic je u načinu mjerenja
oličine usisanog vazduha. Kod ovog sistema princip se zasniva na mjerenju ile kojom struja zraka djeluje na pokretnu klapnu u protokomjeru i tako daje signal na senzoru položaja klkoji se obrađuje logaritamski i šalje u EUJ.
SSl.18:protokomjer sistema L‐Jetronic
usavršavanjem starijeg D‐Jetronic‐a.
‐ Princip funkcionisanja ovog sistem azasniva se na mehaničkom mjeraču protoka vazduha koji je davao signal proporcionalan zapremini vazduha, pa su bili neophodni i dodatni senzori atmosferskog pritiska i temperature da bi se izračunala masa vazduha. Osnovne varijable koje utiču na sistem su broj obrtaja motora i količina usisanog vazduha. Pored osnovnih, postoji još niz mjerenih vrijednosti koje se koriste za korekciju sastava smješe.
sistemak
s
apne
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 19
‐ EUJ zatim obrađuje ovaj, kao i signale sa ostalih senzora na motoru i upravlja vremenom otvorenosti brizgaljki. Pošto se radi o periodičnom sistemu ubrizgavanja, količinu goriva definiše vrijeme otvorenosti brizgača.
‐ Glavne prednosti ovog sistema su precizno upravljanje i brzo prilagođavanje operativnim uslovima. Takođe, izduvni gasovi su mnogo čistiji usled precizno definisane mješavine, kao i snaga po litri zapremine. Povećanje snage je moguće kreiranjem aerodinamičkih usisnih kanala jer se gorivo ubrizgava direktno na usisni ventil i ne zadržava se na zidovima usisne grane.
a L‐Jetronic u vozilu marke Alfa Romeo
onic
Ovaj sistem je zasnovan na sistemu L‐Jetronic. Tačnije, ovaj sistem nastao je unapređenjem pomenutog L‐Jetronic‐a 1982‐e godine kada je Bosch predstavio prvi nezavisni maseni protokomjer. Upravo u tome i leži suštinska razlika između ovih sistema. Naziv potiče od njemačkih riječi Luftm -Hitzdraht koje znače masa vazduha i vrela žica. Osim protokomjera, ostatak sistema j identičan onom kod L‐Jetronic‐a.
‐ Ovaj sistem su uglavnom koristili skandinavs a evropska sportska vozila (Porsche 928).
rovodljivost i temperatura usiisanog vazduha se uvode kao veliline u
Sl.19: Primjer sistem
3.2.3.4) Bosch LH‐Jetr
‐
asse
ki proizvođači vozila i neka rijetk
‐ Princip rada protokomjera sa užarenom žicom zasniva se na promjenljivom otporu užarene žice prečnika 70 mikrometara. Žica se zagrijava električnim putem a usled strujanja zraka temperatura joj se mijenja. Phibridno kolo koje šalje signal proporcionalan količini usisanog vazduha u EUJ. Za razliku od L‐Jetronic sistema, ovde EUJ smješu podešava prema parametrima opterećenja motora i broja obrtaja.
Sl.20: M
‐ Omogli vidkvalitetnnajveća godina spropisa. emisije šujedno mbiti riječ
SIST
Maseni protok
Ovim sistemdjeti, sve strniji i preciznmogućnost
skoro sasvimIako su konsštetnih gasomanjom potru predstojeć
TEMI ZA OB
komjer na kodventurijeva
om završenaožiji ekološkniji sistem fouticanja na potisnuti iz struisani sistova, rigoroznrošnjom, dovćem dijelu ra
BRAZOVAN
d sistemma LHcijev sa užare
a je priča o ski zahtjevi suormiranja sm kvalitet izdupotrebe, utemi za ubrizniji ekološki veli su do razada.
NJE SMJEŠE
H‐Jetronic: 1‐henom žicom; 5
sistemima in konstantnomješe u uprduvnih gasovunatoč nekimzgavanje dalizahtjevi i szvoja sistem
KOD OTO
hibridno kolo; 5‐kućište; 6‐sit
direktnog ub vršili pritisaravljanja pva. Vidjeli sm svojim prei dobre rezulve veći zahta direktnog
MOTORA
2‐Poklopac; 3to; 7‐dihtung
brizgavanja bak na inženjerocesom sagmo da su kdnostima, ultate u pogletjevi za boljubrizgavanja
Nenad Radov
3‐metalni kon
benzina. Kaoere da se progorjevanja, karburatori vpravo zbog eedu potrošnjim performaa benzina o k
vić, 7894 2
takt; 4‐
o što smo onađe što jer je tu već 80‐ih ekoloških e goriva i ansama i kojima će
20
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 21
4) Sistemi za elektronsko paljenje i ubrizgavanje (Motronic sistemi)
‐ Prije nego što pređemo na sisteme direktnog ubrizgavanja benzina, daćemo kratki uvod u sisteme koji objedinjuju upravljanje urizgavanjem i paljenjem smješe, a kasnije i kompletnim procesom rada motora. Ovo je potrebno kako bismo stekli uvid u suštinu problema što efikasnijeg procesa sagorjevanja radi što manje emisije štetnih gasova i boljeg iskorištenja goriva.
‐ Kompanija Bosch svoje sisteme ovog tipa naziva Motronic. Oni su uglvnom izvedeni iz Jetronic sistema koji su upravljali samo ubrizgavanjem benzina. Skraćenica Motronic izvedena je iz Motorelektronik i ovi sistemi pojavili su se krajem osamdesetih godina. Uporedo sa sistemima ubrizgavanja, neprekidno su usavršavani i sistemi elektronskog upravljanja motorom. Tako je nakon 1995‐e godine i omasovljenja pojave elektronske komande gasa, upravljanje motorom postalo potpuno elektronsko.Ovi sistemi takođe imaju značajnu ulogu u praćenju cjelokupnog operativnog stanja automobila preko OBD dijagnostike na šta se troši gotovo polovina njihovih računarskih i memorijskih resursa. Nervni centar Motronic sistema je mikrokontroler sa programskom memorijom (EPROM ili Flash) u kojoj se skladište svi procesni algoritmi. Ulazne varijable utiču na rezultate algoritama i formiraju naredbe za aktuatore.
‐Motronic sistem se pojvaljuje u više varijanti:
‐M‐Motronic je sistem upravljanja koji objedinjuje elektronsko paljenje i ubrizgavanje. Cjelokupna elektronika kojom se reguliše rad motora, sa svim regulacionim i upravljačkim funkcijama, nalazi se u elektronskoj upravljačkoj jedinici (EUJ). Potrebi podaci i parametri koji karakterišu rad motora prikupljaju se pomoću raznih davača i senzora. Tako sistem stiče podatke o sistemu paljenja, položaju bregaste osovine, brzini vožnje, položaju mjenjača, klima uređaja itd. Posebnu grupu čine analogni ulazni signali: napon akumulatora, temperatura vazduha i motora kolicina usisanog vazduha, ugao prigušnog leptira, lambda senzor, knock‐senzor, kao i broj obrtaja motora. Ovi signali se e, mikroprocesor određ ednosti upravljačkih signala. Zatim se upravljački signali pojačavaju u izlaznom stepenu i pomoću njih se preko izvršnih organa upravlja radom motora.
‐Povezivanjem centralne upravljačke jedinice sa upravljačkim jedinicama drugih sistema, M‐otronic potpomaže i usklađuje rad i tih sistema. Na primjer, povezivanje sa upravljačkom jedinicom utomatskog mjenjača omogućava smanjenje potiska tokom prenosa, što štiti mehanizam menjača i povećava udobnost vožnje. Zajedno sa ABS I ASR sistemima povećava stabilnost vožnje i nemogućava proklizavanje točkova.
,
odmah na ulazu, preko ulaznih strujnih kola, pripremaju za mikroprocesor. Obrađujuci sve signaluje radno stanje motora i prema tome izračunava vrij
‐Ovaj način upravljanja motorom omogućuje da se u svim režimima rada motora ostvaruje optimalno ubrizgavanje kvalitetno propremljene radne smeše, uz najpovoljni trenutak paljenja.
‐ Osnovne funkcije sistema su paljenje i ubrizgavanje kao i prikupljanje i obrada osnovnih parametara o radu motora i različitih informacija i mjernih veličina.
‐Dodatne upravljačke i regulacione funkcije, vezane su za optimalizaciju potrošnje goriva i kvaliteta izduvnh gasova. To su, prije svega, broj obrtaja u praznom hodu, lambda regulacija, regeneracija isparenog goriva i recirkulacija izduvnih gasova, radi smanjenja emisije azotnih oksida. U zavisnosti od konstrukcije motora tu su još upravljanje radom turbo‐punjaca u cilju povecanja snage motora, podešavanje bregaste osovine radi smanjenja potrosnje goriva i emisije štetnih materija u izduvnim gasovima, kao i zaštita od detonantnog sagorjevanja, prekoračenje broja obrtaja motora i brzine kretanja vozila.
Ma
o
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 22
zadatak ME‐Motronic sistema je
prve
ina goriva
hodu ‐lambda regulacija ‐Upravljanje radom EVAP ventila regeneracije ‐Recirkulacija izduvnh gasova za smanjenje emisije azotnih oksida
Sl.21: Šema M‐Motronic sistema za kontrolu rada motora na vozilu Opel Calibra Turbo: 1‐rezervoar;2‐ventil;3‐rezervoar za aktivni ugljenik 4‐kontrola lera;5‐senzor temperature zraka;6‐senzor položaja radilice;8‐
Knock‐senzor;9‐razvodnik paljenja;10‐senzor temperature rashladne tečnosti;11‐Lambda senzor;12‐turbopunjač;13‐kontroler pritiska punjenja;14‐MAF senzor;15‐starter;16‐kontrolna jedinica za pritisak punjenja;17‐filter goriva;18‐brizgač;19‐regulator pritiska;20‐ventil za hladan start;21‐interkuler;22‐
potenciometar leptira;23‐pumpa;24‐kontrola pritiska;25‐konektor za dijagnostiku;26‐senzor prve brzine;27‐senzor rikverca
‐ME‐Motronic je M‐Motronic sistem unaprijeđen elektronskom komandom gasa i kontrolom svježeg punjenja, kao i nekim drugim dodatnim funkcijama. Glavni
nstveno da podesi rad motora prema uslovima vožnje, odnosno zahtevima vozača. Zato se položaj pedale za gas u računaru uzima kao potrebna – zahtevna vrijednost za obrtni moment motora. Prema tome, računar izračunava i određuje čitav niz veličina kojima se upravlja radom a to su:
‐Punjenje cilindara vazduhom ‐Ubrizgana količ‐Ugao paljenja ‐Pored osnovnih, ME‐Metronic ostvaruje više dodatnih upravljačkih i regulacionih funkcija, a
to su :
‐Regulisanje obrtaja u praznom
‐
‐Ovizduvnih
‐Do
‐Up‐Pre
snagu m‐Štit
Sl.2
čišćenpumpa z
leptiralambda
‐zatvorenubrizgavubrizgav
SIST
‐Upravljanje ve funkcije suh gasova i pot
odatno, sistem
pravljanje radekopčava brmotora ti od detona
2: Šema sistemnje;4‐senzor pza doziranje sea;EGR ventil;1a senzor;17‐EU
rez
‐DI‐Motronicne petlje za vanjem benzvanja, i ovaj s
TEMI ZA OB
sistemom seu neophodntrošnje goriv
m može vršit
dom turbopuegastu osov
cije, ogranič
ma ME‐Motropritiska u usisnekundarnog v13‐Knock senzUJ;18‐dijagnoszervoaru;22‐s
c (u početkkontrolu vizina. Budućisistem kontr
BRAZOVAN
ekundarnog e radi ispunjva, kao i sve v
ti i sledeće fu
unajča i prekvinu radi em
ava broj obr
onic verzija Mnoj grani;5‐vodvazduha;9‐venzor;14‐senzor stički interfejs;klop pumpe u
ku MED‐Mosokopritisno da će u nole rada mot
NJE SMJEŠE
vazduha za sjenja zakonsvecih zahtjev
unkcije:
opčavanje umisije u izduv
taja i maksim
ME7: 1‐rezervoad za gorivo i bntil za doziranjbroja obrtaja;s;19‐lampica zu rezervoaru;2
otronic) je sog sistema nnarednom ptora će biti p
KOD OTO
smanjenje eskih normativa za udobni
sisne cijevi rvnim gasovi
malnu brzinu
ar aktivnog ugbrizgač;6‐svjećje sekundarno;15‐senzor temza upozorenje;23‐pedala gasa
sistem koji napajanja googlavlju bitipojašnjen u n
MOTORA
misije nesagiva i propisaiju i sigurniju
radi podešavma potrošnj
u vozila, radi
gljenika;2‐konćica;7‐senzor og vazduha;10mperature ras;20‐imobilajzea;24‐akumula
posjeduje orivom kod m govora o narednom dij
Nenad Radov
gorjelih ugljov u vezi sa kvu vožnju.
anja snage mje goriva i p
zaštite moto
ntrolni ventil;3takta;8‐elektr0‐MAF senzor;shladne tečnoer;21‐senzor pator
dodatne otmotora sa dsistemima djelu rada.
vić, 7894 2
vodonika valitetom
motora podešava
ora.
3‐ventil za ronska r;11‐sklop osti;16‐pritiska u
vorene i direktnim direktnog
23
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 24
5) Sistemi sa direktnim ubrizgavanjem benzina u komoru za sagorjevanje ‐ Sistemi sa direktnim ubrizgavanjem benzina u komoru za sagorjevanja (cilindar), kao što im i
sam u cilindar, nakon što klip kretanjem ka UMT uvuč radi
sanje sastava smješe u zavisnosti od raznih parametara, i to je njihova najveća pred
5.1) Razvoj ‐ Ovakvi sistemi prvi put su se pojavili sredinom XX vijeka. Prvi automobil u serijskoj proizvodnji
sa Bosch‐ovim sistemom direktnog ubrizgavanja benzina bio je legendarni Mercedes‐Benz 300 SL. Pomoću ovog sistema, iz šestocilindričnog motora je izvučeno 215 konjskih snaga, skoro dvostruko više od karburatorske verzije. Ovaj automobil je bio u stanju da razvije brzinu i do 260 km/h u zavisnosti od finalnog prenosa, koji je birao sam kupac. U to vrijeme, ovo je bio najbrži serijski automobil. Najveći problem prvog sistema ubrizgavanja bio je taj što se gorivo nastavilo ubrizgavati i nakon prekida paljenja, jer je sistem bio mehanički, i sapiralo ulje sa zidova cilindra.
irektnog ubrizgavanja o efikasan sistem indirektnog ubrizgavanja, ali i i nedostatak dovoljno moćnog sistema za upravljanje. Sistem direk no
JTS (Jet Thrust Stoichiometric) sistem.
naziv kaže, vrše ubrizgavanje benzina direktnoe dovoljnu količinu vazduha. Princip funkcionisanja sličan je ubrizgavanju kod dizel motora, ali seo znatno manjim pritiscima pa se i konstrukcija sistema znatno razlikuje. Ovi sistemi omogućuju
precizno defininost.
Sl.23: Mercedes‐Benz 300SL – prvi serijski automobil sa direktnim ubrizgavanjem
‐ Nakon ovog automobila, skoro 40 godina nijedan proizvođač nije ugrađivao sisteme u svoja serijska vozila. Razlog tome je znatno jeftiniji, a dovoljnd
t g ubrizgavanja ponovo se pojavio na tržištu 1996‐e godine (Evropa 1997‐e), predstavljanjem motora sa oznakom GDI kompanije Mitsubishi. Ubrzo nakon toga, svi veći svjetski proizvođači su predstavili svoje sisteme direktnog ubrizgavanja. Neki od najpoznatijih sistema su Volkswagen‐ov FSI (Fuel Stratified Injection), Mercedes‐Benz‐ov CGI (Charge Gasoline Injection) i Alfa Romeo‐v
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 25
5.2) Sistem direktnog ubrizgavanja 5.2.1) Osnove
riva ima znatne prednosti (manji pumpni gubici), kod oto motora primjenu ovog m opterećenju) otežava fiksna tačka izvora paljenja tj. svjećica. Ovo zahtjeva
vanje. Da bi bio efikasan, GDI sistem mora da zadovolji najmanje dva, a optimalno tri i više različita moda ubrizgavanja.
‐ Pri nižim opterećenjima motora, tj. prilikom kretanja konstantnom brzinom, bez potrebe za ubrzavanjem vozila i višim obrtnim momentom, sistem streba da obezbjedi takozvano slojevito punjenje. To praktično znači da se ubrizgava samo mala količina goriva u taktu sabijanja, samo u prostor oko svjećice kratak vremenski period prije paljenja. U vremenskom periodu od završetka ubrizgavanja do početka paljenja, tok vazduha u komori za sagorjevanje stvara smješu povoljnu za upaljenje u okolini svjećice, dok ostatak zapremine cilindra ispunjava vazduh ili izduvni gasovi, ukoliko motor posjeduje EGR sistem. Ovakav mod ubrizgavanja omogućava formiranje jako siromašne smješe koja se kod Bosch‐ovih sistema kreće od 22 do 44:1, a kod Mitsubishi‐jevog sistema čak i do 55:1, što omogućava znatnu ekonomičnost prilikom rada u ovom režimu (kod MPI sistema smješa je rijetko siromašnija od stehiometrijske).
‐ Pri višim opterećenjima i većim brzinama rada motora, koristi se homegoni mod punjenja. Kod ovod moda, ubrizgavanje počinje u taktu usisavanja, tako da gorivo ima dovoljno vremena da se dobro izmješa s , Bosc‐ovi sistemi koriste stehiometrijski omjer vazduha i goriva (14,7:1) dok Mitshubishi‐jevi sistemi koriste
eno tu
Zatim, u taktu sabijanja, ubrizgava se druga količina goriva koja tvara bogatiju smješu u okolini svjećice koja se lako pali i prenosi front plamena na siromašniju smješu u ostatku zapremine. Kod ovog načina ubrizgavanja, 75% goriva ubrizgava se inicijalno, dok se aknadno ubrizgava 25% goriva.
‐ Za razliku od indirektnog sistema ubrizgavanja, kod ovih sistema gorivo se direktno ubrizgava
u cilindar motora. Princip finkcionisanja samog sistema je sličan MPI sistemu, a glavna razlika je u povećanom pritisku pod kojim se gorivo dovodi do brizgača, što je rezultovalo i određenim promjenama u konstrukciji sistema. Iako se pokazalo da regulacija opterećenja motora ubrizganom količinom gokoncepta (osim pri punododatni uslov da upravljanje formiranjem smješe mora biri prostorno i vremenski kontrolisano da bi se održalo stabilno sagorjevanje. Priprema odgovarajuće smješe na cijelom području rada motora je glavni problem jer je proces mješanja goriva i vazduha zavisan od mnogo vremenski promjenjljivih varijabli. Upravo zbog toga, kod ovih motora najodgovornija je uloga na sistemu pripreme smješe, tj. ubrizgavanja goriva. Tako prvi sistemi ubrizgavanja, zasnovani na rješenjima sa dizel motora, uglavnom nisu mogli zadovoljiti. U novije vrijeme došlo je do znatnog napretka u razvoju tehnologije upravljanja, što je omogućilo i dalja istraživanja na sistemima za direktno ubrizga
a vazduhom i formira homogenu smješu u cilindru. Prilikom ovog moda
promjenjljiv omjer od 13 do 22:1. ‐ Na prelasku iz slojevitog u homogeno punjenje i obratno, sistem može koristiti i homog
siromašno ubrizgavanje, tj. ubrizgavati manju količinu goriva od stehiometrijski potrebne ali u takusisavanja da bi se postigla homogena smješa.
‐ Na kraju, moguće je čak i homogeno‐slojevito punjenje. Ovaj način punjenja koristi se priprelasku iz slojevitog u homogeno punjenje i funkcioniše tako što se ubrizgavanje vrši u dva navrata.Inicijalno ubrizgavanje vrši se u taktu usisavanja i daje gorvu dovoljno vremena da se pomješa savazduhom i stvori homogenu smješu.s
n
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 26
‐ Postoje takođe i specijalni modovi, homogeno anti detonantno ubrizgavanje, slojevito grijavanja katalizatora i bogato homogeno ubrizgavanje koje se koristi
prilikom regeneracije NOx katalizatora. Svi ovi modovi imaju specifične omjere gorivo/vazduh koji
nstantno otvorena a izlazni momenat se reguliše količinom goriva,
Sl.25: Položaj leptira u raznim modovima ubrizgavanja
ubrizgavanje prilikom za
omogućavaju postizanje određenih karakteristika izduvnih gasova, performansi motora i sl.
Sl.24: Dva osnovna načina ubrizgavanja goriva u cilindar
‐ A bi se odredio sastav potrebn sastav smješe, tj. količina goriva za ubrizgavanje, potebnoj je znati količinu usisanog vazduha. To je kod GD sistema znatno teže odrediti, jer ponekad recirkulisani izduvni gasovi mou da čine većinu zapremine u cilindru. Zbog toga se pored MAF senzora kod ovih sistema koristi i MAP senzor, tj. senzor pritiska u usisnoj grani (Manifold Air Pressure). Mjerenjem razlike između pritiska koji bi stvorila usisana količinaa zraka istvarnog pritiska u usisnoj grani, određuje se udio recirkulisani gasova.
‐ Takođe, za razliku od konvencionalnih MPI sistema, GDI sistem ne koristi standardni leptir gasa, tj. ne zatvara se uvijek klapnom usisni vod i tako se smanjuju pumpni gubici. Tako je kod ovog sistma veći dio vremena klapna kokao kod dizel motora.
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 27
‐ Prilikom niskog opterećenja i brja obrtaja motora, tokom slojevitog punjena, leptir gasa je potpuno otvoren nezavisno od položaja pedale gasa, a smješa j siromašna. U određenom momentu, kada zahtjevi za obrtnim momentom pstanu veći, dolazi do prebacivanja na homogeni mod punjenja i otvore leptira se određuje prema potrebnom obrtnom momentu a smješa se održava u granicama stehiometrijske do kraja.
‐ Izbor pritiska ubrizgavanja jako je značajan za sam proces formiranja smješe. Ukoliko je pritisak previsok, atomizacija goriva će biti bolja, ali će isto tako čestice goriva imati veću prodornu moć i dospjevaće na zidove cilindra, što nije povoljan slučaj. Ukoliko je pak pritisak mali, gorivo neće biti dovoljno raspršeno i neće imati dovoljno veliku moć prodiranja kroz struju vazduh, što će rezultovati težim paljenjem smješe. U praksi se pokazalo da su najoptimalniji pritisci za GDI sisteme između 4 i 13 MPa. S obzirom na pritiske ubrizgavanja kod savremenih dizel motora koji idu i preko 200 MPa, ovo su relativno mali pritisci, ali u poređenju sa pritiscima kod MPI sistema od 0.25 do 0.45 MPa oni su i dalje znatno viši. S obzirom da sistem ubrizgavanja mora biti u stanju da obezbjedi i kasno ubrizgavanje za slojeviti mod, i rano ubrizgavanje za homogeni mod, i da je potrebno u oba slučaja da gorivo bude dovoljno raspršeno, u praksi se kao najefikasniji pokazao common‐rail sistem sa elektromagnetnim brizgaljkama.
Sl.25: Common‐rail sistem benziskog motora sa direktnim ubrizgavanjem
‐ Snadbjevanje gorivom sistema vrši se pomoću električne pumpe niskog pitiska, koja se obično nalazi u rezervoaru sa gorivom i doprema gorivo po pritiskom 0,5 MPa, i mehaničke pumpe visokog pritiska koja diže pritisak u sistemu do određene vrijednosti. Pumpaniskog pritiska neophodna je i prilikom startovanja hladnog mtora jer je potreban duži period da bi mehanička pumpa stvorila potreban pritisak ubrizgavanja, što bi znatno otežalo paljenje. Veliki problem kod ovihh pumpi, i uopšte GDI sistema je povećana buka i podmazivanje pumpe. Naime, da bi se izbjeglo razblaživnje goriva, pumpa visokog ritiska se podmazuje gorivom, koje nema oddgovarajuća maziva svojstva pa je habanje nešto izraženije. Ovo se donekle sprječava hidrodinamičkim ačinom podmazivanja.
n
‐ J
zahtjevajoš:
‐ BraspršenrazvijaneMlaznicepaljenja.plamenanajraširesa jednikonstruiroz niz po komk
ostepeni. energiju brizgaljk
SIST
Jedna od na koje moraj
o Sposo Nepo Priguo Mano Većio Otpoo Nepo Mog
Brizgači za nog goriva sae za dizel me saviše otvo. Takođe, zoa ne prostirenija u upotrim izlaznim šu se tako dtangencijalnori za sagorjeSMD kod ov pritiska u oki poboljšav
TEMI ZA OB
ajzahtjevnijihu da zadovo
sobnost poveropusnost gaušivanje oscinja tolerancij naglasak naornost ka talromjenjljive gućnost proizGDI sistemea Sauterovimmotore, brizgora stvara neone sa bogatre jednakorebi brizg je aotvorom i
da pored aksnih otvora i uevnje u sprejvih brizgaljkiobrtni momeva ostale i
S
BRAZOVAN
h komponeolje i brizgalj
ećane atomiasova iz komillacija igle bja na promjea kontrli moćoženju naslakarakteristikzvodnje mlaze se projetkm prečnikom galjke sa mlaestabilno jezgtom smješompo cijeloj kaljka zavojnoraspnom o
sijalnog, mlaulazi u zavojnju oblika šupse kreće od ent i tako pokarakterist
Sl.26: Geomet
NJE SMJEŠE
nti GDI sistjke MPI siste
zacije gorivamore za sagorrizgača da bienjljiv protokći prodiranja aga ke protoka pza pod uglomktuju tako dkaplica manaznicama nisgro plamenam su preblizukomori za sog tipa sa iglooperativno pzu goriva danu komoru. Gplje kupe sa 14 do 25 mospješuje ratike mlaza
trija mlaza bri
KOD OTO
ema su svaema,za brizg
a rjevanje i se izbjeglo nk spreja goriva
pri većim temm za različiteda obezbjednjim od 25 msu se pokaza kada se upau zona sa sisagorjevanjeom koja se opritiskaizmeđaju radijalniGorivo se zatuglom koji mikrometara. aspršivanje g(SMD, pro
izgača zavojno
MOTORA
akako brizgagaljke GDI sis
neželjeno do
a
mperaturnim e zahtjeve sisde što precimikrometara.ale kao efikaali samo jednromašnom s. Konstrukciotvara ka unuđu 5 i 10 M moment tatim po otvarmože variratiPored toga šgoriva, ovakaotok, učešće
og tipa
Nenad Radov
aljke. Ored stema neop
odatno ubriz
gradijentimstema. zniju količin. Iako su dugasne za GDI nim fiksiranimsmješom, paija koja je utrašnjosti bMPa. Ove bako što gorivranju igle bri od 25 pa čašto efikasno av način kone velikih č
vić, 7894 2
osnovnih hodno je
gavanje
a
nu dobro go godina sisteme. m izborm a se front trenutno brizgaljke, brizgaljke vo prolazi zgača širi ak do 180 pretvara
nstrukcije estica...).
28
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 29
‐ Položaj i orjentacija brizgača u odnosu na izvor paljenja su najvažniji geometrijski parametri za dizajn i optimizaciju sagorjevanja kod GDI sistema. Tokom homogenom moda punjenja, brizgač mora obezbjediti što bolje mješanje sa vazduhom i njegovo najbolje moguće iskorištenje, a opet tokom lako zapaljive smješe u okolini svjećice. Nemogu žaja brizgača i svjećice skoro uvijek kompromis. samozapaljenja , svjećica se gotovo bez izuzetka postavlja central ćnost dodatno otežana ionako smanjenim
u kojih
o Pogodna za homogeni mod punjenja o Nezavisna od geometrije čela klipa o Zahtjevna instalacija i uklanjanje o Smanjen promjer ventila o Viša temperaturai mogućnost stvaranja naslaga o Moguće da zahtjeva specijalne svjećica sa većim
zazorom elektrode ‐ Prednosti i mane bočno postvljenih brizgača:
o Mogućnost postavljanja većih ventila o Duže vrijeme pripreme smješe o Olakštana instalacija i uklanjanje o Vrh brizgača hlađen usisanim zrakom, manja
tendencija stvaranju naslaga o Više odgovara za postavljanje voda za dovod goriva o Slabo funkcionisanje slojevitog moda i velike
fluktuacije o Veća mogućnost dospjevanja goriva na zid cilindra o Veća mogućnost razblaživanja ulja za podmazivanje
slojevitog moda mora da omogući formiranje će je potpuno zadovoljiti oba zahtjeva, pa je izbor polo
Da bi se smanjila dužina puta plamena, smanjila mogućnost detonacije i tendencija i obezbjedilo simetrično širenje plamena
no. Postoji mogućnost ugradnje dvije svjećice, ali je ta mogu prostorom.
‐ Budući da je za smještaj svjećice rezervisano centralno mjesto, brojni su faktori na osnov se proračunava položaj brizgača. Najvažniji su:
o Prostorna ograničenja cilindarske glave, ventila i usisa o Karakteristika spreja koji brizgač proizvodi o Struktura i jačina kretanja vazdušne struje u cilindru o Geometrija komore za sagorjevanje o Geometrija čela klipa o Temperaturna ograničenja tijela i vrha brizgača o Dizajn svjećice i dozvoljeni zazor elektrode
‐ Generalno, izbjegava se postavljanje brizgaljki sa izduvne strane zbog povišene temperature. U pravilu, postoje dva načina postavljanja brizgača, centralno pored svjećice, i bočno. Prednosti i mane centralno postavljenog brizgača su:
o Veća stabilnost paljenja na čitavom opsegu rada o Velika mogućnost slojevitog ubrizgavanja ali u
kratkom vremenu o Omogućava dobro uniformisanu distribuciju goriva
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 30
‐ Danas je zastupljenije rješenje sa bočno postavljenim brizgačima. ‐ S obzirom na geometriju komere i poziciju svjećica, odnosno brizgaljki, razlikujemo tri slučaja
vođenja smješe:
pomoću geometrije čela klipa i glave motora, kod pomoću vazdušnihstruja unutar cilindra koje izaziva kretanje klipa, smješe u komori za sagorjevanje. U najnovije nta je dosta zastuplejna, ali još uvijek je
je zasnovan na standardnom 4G93 ični sa dvostukim bregasitm osovinama u odnosu na već postojeći motor g pritiska, koji su prilagođeni GDI sistemu. ćavanje izduvnih gasova. Prvi katalizator koristi čisti siromašne smješe, a drugi katalizator je klasi gorjevanjem stehiometrijske smješe.
smješe portova i između usisnih ventila
‐1
‐ Kod prvog slučaja, mlaz goriva se usmjerava drugog slučaja mlaz se usmjerava a u trećem slučaju sprej goriva je taj koji diktira formiranje
vrijeme pojavom piezo‐injektora poslednja varijaprilično skupa pa je zastupljena samo kod luksuznijih vozila.
5.2.2) Verzije pojedinih proizvođača ‐ Prvi motor kompanije Mitsubishi razvijen 1996‐e godine bio motoru. Ovaj motor je koncipiran kao redni četverocilindr
u glavi motora i šesnaest ventila po cilindru. Glavne izmjene su napravljene na cilindarskoj glavi, čelu klipa i pumpi visoko Sistem koristi dvostruki katalizator za prečiš
iridijum i prečišćava gasove nastale tokom sagorjevanjačni sa platinom i prečišćava gasove nastale sa
‐ Osnov e karakteristike Mitsubishi‐jevog 4G93 GDI motora: x dn
o Promjer ho klipa 81x89 mm o Zapremina 1864 cm3 o Kompresioni odnos 12:1 o Centralno pozicionirana svjećica
za usmjeravanjeo Sferni dizajn čela klipa koji služi o Brizgač pozicioniran ispod usisnih o Visokopritisni brizgač zavojnog tipa
o Common rail sistem pritiska 5 MPa o Odnos gorivo/vazduh čak do 40:1
o EGR sistem o Snaga 112 kW pri 6500 min‐1 o Obrtni momenat 128 Nm pri 5000 min
‐
d
‐ Ktakođe sistema mješanjekarakter
SIST
Mitshubishi do 100 km/h
Kompanija Tkombinuje ssu dva usisne smješe i ristike Toyota
o Četiro Prečo Radno Komo Svjeo Brizgo Dovoo Dvoso NOx
katao Snago Obrt
TEMI ZA OB
navodi da jeh skraćeno za
a
Sl.27: M
Toyota GDI ssa varijabilnna voda, jedformiranje ša‐inog motori cilindra u lčnik x hod klina zapreminmpresioni odnćica blago pogač pozicionod goriva vastepeno ubrx redukcija ‐alizator ga 107 kW prtni momenat
BRAZOVAN
e ovim rješea 5% i snaga
Mitsubishi 4G9
sistem prvi pim upravljanan ravan i dšto povoljnijra su: iniji pa 86x86 mma 1998 cm3
nos 10:1 omjerena iz ciran ispod usrijabilnog prizgavanje i e‐ elektronski
ri 6000 min‐1
t 196 Nm pri
NJE SMJEŠE
enjem ekonopovećana 10
3 GDI motor (
put primjenjunjem vremedrugi zavojnijeg odnosa
m
centra cilindsisnog porta otiska, izmeđlektronska kkontrolisan
1 i 4400 min‐1
KOD OTO
omičnost zna0% usled pov
(a) i oblik čela
uje na serijsnom otvarai, i čelo klipagorivo/vazd
ra bez zavojađu 8 i 13 MPkontrola gasaEGR, NOx k
MOTORA
atno poboljšavećane komp
b
klipa (b)
kom 3S‐FSE nja ventila a specifičnogduh u okolin
Pa a atalizator i s
Nenad Radov
anja, dok je presije.
motoru. Ov(VVT‐i). Speg dizajna za ni svjećice.
standardni tr
vić, 7894 3
ubrzanje
vaj sistem ecifičnosti što bolje Osnovne
rostepeni
31
‐ T
Japanskoostvaren
‐ Spostavljekontrukcostvariti direktnoMercede
‐
5dS
SIST
Toyota navoom voznom na ušteda goSistem komenoj svjećicicija glave i značajne ušog ubrizgavaes‐ovog prot
o Jedno Promo Radno Komo Svjeo Verto Varijo Spreo Kasno Rano
Mercedes jepredstavljen5 do 12 MPdirektnog ubSpark ignitio
TEMI ZA OB
a
Sl.2
odi da je ovciklusu. Takriva od 30%,panije Merc. Ovaj pristuteži pristupštede u potroanja Mercedtotipa GDI mnocilindrični,mjer x hod klna zapreminmpresioni odnćica lociranatikalni centrajabilni pritisaej oblika kupeno ubrizgavao ubrizgavane uspješno nna druga genPa, a 2010‐ebrizgavanja,von).Kod ove
BRAZOVAN
28: Toyota D‐
vim sistemomkođe, navod, a u isto vrijecedes se zaup omogućav brizgačimaošnji goriva des naziva Cotora su: četiri ventilalipa 89x86,6 a 585,6 cm3
nos 10,5:1 a između usisalno postavljak goriva od e sa varijacijnje za slojevnje za homegnastavio sa neracija CGI se godine je varijabilnog ugeneracije s
NJE SMJEŠE
4 GDI motor (
m smanjenadi se da je seme ubrzanjasniva cna eva da čelo k. Mercedes uz smanjenjCGI (Stratifie
a po cilindrumm
snih ventila ien brizgač 4 do 12 MPaom ugla izmvito punjenjegno punjenjeistraživanjemsistema sa ppredstavljenupravljanja vistema pritis
KOD OTO
(a) i oblik čela
a emisija azoa četverostee do 100 kmentralno poklipa ostane je ovim sise emisije azed Charge
u blizinu vrh
a eđu 75 i 105e e m na ovom piezo brizgaljna i treća geventilima i višsak ubrizgava
MOTORA
b
a klipa (b)
otnih oksidaepenim autom/h skraćenoozicioniranomravno, ali jestemu na svotnih oksidaGasoline Inj
ha bruzgača
5 stepeni
polju, pa je jkama i pritiseneracija košestrukog paanja se penje
Nenad Radov
a čak za 95%omatskim mjo za 10%. m brizgaču, e zato komplvom prototia do 35%. Svjection)Karak
tako 2006‐sima ubrizgaoja kombinujaljenja smješe i do 20 MPa
vić, 7894 3
% prema jenjačem
i bočno likovanija pu uspio oj sistem kteristike
e godine avanja od je sistem še (Multi‐a.
32
S
‐
A
‐ Vnazvantehnolo
g
postizandanas ak
SIST
Sl.29: Šema fu
VAG je svoAudijevom tmotora su:
o Troco Pet vo Verto Verto Brizgo Pritio Snago Mak
Volkswagen FSI (Fuel Strgija ove konja što bolje ktuelna (dow
TEMI ZA OB
unkcionisanja
oja istraživatrocilindrično
cilindrični, poventila po ciltikalni ravan tikalno postagač smještensak ubrizgavga 55kW pri ksimalni obrtgrupacija jeratified Injecmpanije koekonomično
wnsizing). Ov
BRAZOVAN
prototipa mo
anja na polom motoru
otpuno alumlindru tri usisusisni vod avljena svjećin između usisvanja 10MPa550 min‐1 tni momenate takođe usction) i uspjmbinuje sisosti i perfor
Sl.30: VAG F
aj sistem no
S
NJE SMJEŠE
otora sa direkt
lju direktnosa pet vent
inijumski zapsna, dva izdu
ica snih ventila,
t 115 Nm pri pješno nastaješno ga ugstem direktnmansi a svesi oznaku TS
SI sistem direk
KOD OTO
tnim ubrizgav
og ubrizgavaila po cilind
premina 1,2 uvna
ispot usisno
3000 min‐1
avila razvijarađuje u venog ubrizgae to uz smanI.
ktnog ubrizga
MOTORA
vanjem kompa
anja započeru. Osnovne
litra
og porta
nje svog sisteliki broj svovanja i turnjenje zapre
vanja
Nenad Radov
anije Mercede
eo na protoe karakterist
tema, koji jojih vozila. Nbo punjenjamine motor
vić, 7894 3
es‐benz
otipskom tike ovog
e kasnije Najnovija a u cilju ra koja je
33
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 34
5.3) Bosch DI‐Motronic
‐ Kao što smo već vidjeli, kompanija Bosch zauzima vodeće mjesto među proizvođačima što se tiče sistema za ubrizgavanje goriva i upravljanja radom motora. Tako je i sa sistemima direktnog ubrizgavanja, pa ćemo ovde detaljnije objasniti princip funkcionisanja sistema DI‐Motronic, u početku poznatog kao MED‐Motronic (Motronic Eletronic Throttle Direct Injection).
‐ Kao što sam naziv govori, ovaj sistem kombinuje direktno ubrizgavanje goriva sa Motronic sistemom za upravljanje radom motora. Ovaj sistem primjenjiv je sa različitim izvedbama sistema direktnog ubrizgavanja, a mi ćemo ovdje opisati princip funkcionisanja u vozilima kompanije Volkswagen.
ulazi u komoru pod uglom 20 stepeni u odnosu na brizgač. Kompanija je počela sa primjenom ovog sistema 2000‐te godine i planirala je da do 2005‐e sve svoje oto motore prilagodi direktnom ubrizgavanju benzina, u čemu je i uspjela. Takođe, ovaj sistem ima tri moda operisanja:
Sl.31: Šema Bosch DI‐Motronic sistema
‐ Kao što smo vidjeli, FSI tehnologija podrazumjeva sistem direktnog ubrizgavanja goriva kod kojeg se gorivom upravlja geometrijom čela klipa, odnosno glave motora (wall guided). Brizgač je postavljen bočno pod uglom od 70 stepani, a mlaz goriva
‐ Mopterećezapremiod 1,6 dpotrebnoiznad 5temperastepeni C
‐ Uje otvorodređenusisnoj gkroz goraerodinaokolini s
‐ Gsabijanjatačke i zsmješe koljenasmora bitu okolinčela klipSagorjevgubitaka
SIST
Mod slojevenja motorane cilindra isdo 3. Da bio je i da te50 stepeni, atura NOx kCelzijusa. U taktu usisaren koliko jeni vakuum zgrani zatvararnji kanal ustamičke uslovvjećice i formGorivo se ua. Počinje kzavršava se na raspolagtog vratila, ti jako precizu svjećice tua i pod uticavanje je pa.
TEMI ZA OB
itog ubrizgaa. Gorivo se spunjava svji menadžmeemperatura NOx senz
katalizatora
avanja, kod e moguće (nbog recirkula donji kanatrujavao brževe pogodnemiranje zapaubrizgava u kod 60 step45 stepeni ganju je sapa mome
zno definisanurbulencijomajem vazduhapovoljnije z
BRAZOVAN
Sl.32: Tri
avanja se ubrizgava uež zrak i recent motora rashladne tzor spremada je izmeđ
slojevitog pune do kraja acije gasovaal kako bi ue u cilindar ie za smještaaljive smješe.poslednjoj
peni prije sprije SMT. Zamo 40 donat ubrizgan. Smješa sem usled speca koji ustrujazbog manj
NJE SMJEŠE
načina rada F
koristi do u okolinu svcirkulisani izdkoristio ovatečnosti budn za rad đu 250 i 50
unjenja, leptjer mora bia) a klapna sisani vazdui tako stvaraanje goriva . trećini taktpoljne mrtvZa formiranjo 50 stepenavanja gorive transportujifičnog oblikava u cilindaih toplotni
KOD OTO
FSI sistema
srednjih brvjećice i formduvni gasoviaj mod, porde i
00
tir ti u
uh ao u
ta ve je ni va je ka r. ih
MOTORA
rzinskih optmira zapaljiv. U ovom mred niskog o
Nenad Radov
terećenja i vu smješu, aodu lambda opterećenja
vić, 7894 3
spoljnih a ostatak se kreće i brzine,
35
‐ M
ubrizgavkod ovonalazi silambda
‐ Ijje mogsmanjili unutar kovde seSMT, davremenačitavom prema to
‐ Kmotora, ovom odnosnomože bitpoložajaje pri mavećim brse usisaubrizgavprije SMuzimma dodatnokoji odre
‐ RUnutrašn
‐ S
‐ Nkoličine ostala dv
SIST
Mod sivanja se korog moda u čromašna hokreće oko 1,I kod ovog muće, a klapgubici i intekomore. Za gorivo ubrakle u taktua za formircilindru, a kome da lambKod visokihkoristi se hoslučaju smo lambda jeti otvoren ila pedale gasanjim brzinarzinama i opla veća koliva u taktu usMT. Energijaod vazduha
o hladi što omeđuje momeRad elektronnji faktori ko
o Hlado Zagro Konto Ograo Ograo Kont
Spoljašnji fako Komo Autoo Kočio Klimo Tem
Nakon što Eubrizganog va moda.
TEMI ZA OB
iromašnog risti u prelačitavoj zapremogena smj55. moda, leptir jpna zatvorenenziviralo krerazliku od sizgava oko u usisavanjaranje homokoličinu gorivbda bude 1,5h opterećeomogeni moješa je st 1.Kod ovogi zatvoren, ua. Klapna naamaa zatvoreterećenjima ičina vazduhsisavanja, oka za isparava iz cilindra,mogućava ponat motora, nske upravljoji utiču na radan start rijavanje katatrola lera aničenje snaganičenje brzitrola lambdaktori su:
mande vozačaomatski mjenoni sistem (E
ma uređaj mpomat EUJ izračunagoriva u slo
BRAZOVAN
homogeznom perioemini cilindrješa kod koj
je otvoren kona, kkako betaanje vazdslojevitog m300 stpeni . Ovo daje gene smješva određuje55. enja i brziod punjenja tehiometrijsg moda, lepu zavisnosti a usisnoj graena, dok se otvara kakoha. Gorivo ko 300 stepevnje goriva , čimme se odizanje steppotrošnju i eačke jedinicad UJ su:
alizatora
ge ne a sonde
a njač (momenESP, kočenje
potrebni oojevitom mo
NJE SMJEŠE
enog du i ra se je se
oliko bi se duha oda, prije više
še u EUJ
ina i u ka, ptir od ani pri o bi se eni se on pena kompreemisiju izduvce je baziran
nt izmjene st motorom)
brtni momeodu, i kontro
KOD OTO
esije. Vrijemvnih gasova.n a potrebi
tepena preno
enat, ostvaruolom momen
MOTORA
e paljenja sm
motora za o
osa)
uje ga na svnta paljenja
Nenad Radov
mješe je glav
obrtnim mo
va načina, kou usisanog
vić, 7894 3
vni faktor
mentom.
ontrolom vazduha
36
‐ S
pritiskom
5.4)
‐ O
‐ Udirektnosa visokprevaziđstarije sirada sa pretvara
SIST
Sistem za dm (6‐11).
Sl.3gor
Osno
Osnovne preo Sma
mano Smao Očuv
U poređenjuog ubrizgavankom cijenomđeni, tako daisteme indiresiromašnom
anjem u azot
TEMI ZA OB
dovod goriva
33: Šema sisteriva; 5‐ Regula
do briz
ovne predn
ednosti zbognjeni troškonjeg zagađennjeno zagađvanje prirodu sa ostalimnja (u kombm izrade usa su sada ovektnog ubrizm smješom , ili ugradnjo
BRAZOVAN
a sastoji se
ma za dobavuator pritiska; 6zgača; 9‐Senz
nosti i nedos
kojih je sisteovi eksploatanja đenje okolinenih resursa
m mjerama zinaciji sa jošsled nedostai sistemi širozgavanja. Osnse takođe
om trokompo
NJE SMJEŠE
od dv pod
u goriva: 1‐Re6‐Pumpa visokor pritiska gor
staci sistem
em direktnogacije vozila
e
za smanjenješ nekim sisteatka određeoko dostupnnovni probleprilično usponentnih kat
KOD OTO
sistema, san
ezervoar; 2‐El.pkog pritiska; 7riva; 10‐Regul
ma direktnog
g ubrizgavankroz smanje
e potrošnje emima) pokaenih materijni i može se em težeg prepješno rješavtalizatora.
MOTORA
niskim pritis
pumpa; 3‐Filt7‐Vod visokog lator pritiska,
g ubrizgavan
nja i zaživio, jenu potrošnj
i emisije šteazuje najvećijala i tehnoreći da su u ečišćavanja izvaju skladišt
Nenad Radov
skom (1‐5) i
ter; 4‐Ventil zapritiska; 8‐Vo11‐Brizgači
nja
jesu: ju i niže tak
etnih gasova potencijal. ologija su u potpunosti zduvnih gasotenjem NOX
vić, 7894 3
i visokim
a količinu od goriva
kse usled
a, sistem Problemi uglavnom potisnuli ova uslad X i zatim
37
5.5)
‐ S
uspješnrazličitimmaksimi sl. Poksistemimrasprostvarijabi200 barelektropsemafostartujesistem p
SIST
Mogprimjeri pri
S obzirom o preko em rješenjim
malne brzinekazalo se dama varijabtranjen. Nlnog upravlr. Takođe zapotretača kru ili u kole motor bepoznat je po
TEMI ZA OB
gućnost kommjene siste
na nagli elektronske ma i sistemie vozila, zatia direktno uilnog upraeke od naljanja ventilanimljiva je kada je vooni vozilo zz asistencijod nazivom
Sl.34
BRAZOVAN
mbinovanjaema
razvoj sisteupravljačkma na voziim kontrolaubrizgavanjeavljanja venajnovijih inlima i korišti mogućnosozilo zagrijazaustavi raje elektrop Start stop
4: Start stop sis
NJE SMJEŠE
a sa drugim
ema upravke jedinice lu. Prvi prima obrtnog me benzina dntilima pa novacija sutenje piezost korištenjaano. To omd motora, okretača, čsistem.
istem bez asis
KOD OTO
m sistemim
vljanja, direautomobi
mjeri ove kmomenta u sdaje jako doje tako o primjena o brizgaljki va sistema dmogućava da zatim načime se ost
tencije elektro
MOTORA
a na vozilu
ektno ubrizla kombinukombinacijeslučaju aktiobre rezultaovaj način dvostepen
visoke precirektnog ubda prilikoma pritisak petvaruju dod
opokretača
Nenad Radov
u i neki sa
zgavanje seuje i uskla su bili ogrviranja ESPate u kombiprimjene
nog nadpuiznosti i pribrizgavanja m npr. Stajedale gasa datne ušted
vić, 7894 3
vremeni
e danas ađuje sa aničenje sistema inaciji sa uveliko njenja i itiska do umjesto janja na ponovo de. Ovaj
38
‐ K
ćemo ntitulu „ITSI (Turturbopuje prvobkasnije
‐ Oa razvijacm3, mdoprinjepotrošnupravlja150 bar
Ozn
Za
Pro
H
Broj ven
Komp
Maksi
Maksm
Upravlj
Tretm
S
SIST
Kao jedan onešto detaljInternationarbochargedunjenje, u pbitno primjeprilagođenaOvaj motoran je u VWehaničkim elo je da mnju smanjenanje vremenr. Radommo
Sl.35: T
aka motora
Tip
apremina
omjer klipa
Hod klipa
ntila po cilin
presioni odn
imalna snag
simalni obrtmomenat
janje motor
Gorivo
man izduvnigasova
Standard
TEMI ZA OB
od najboljihjnije napisatal Engine ofd Stratified prvom slučaenjena na ma i ostalim mr prvi put je W‐ovim pogokompresormaksimalnanu za 5%. Pnom otvaraotora uprav
Tehničke karak
a
če
ndru
nos
ga
tni
rom Bos
Su
ih Glla
BRAZOVAN
primjera koti o VW‐ovoof the Year“Injection) uaju dvostrukmotoru zaprmotorima Vpredstavljeonima u Chom, turbop snaga budPored nabranja usisnihlja sistem B
kteristike i dija
BLG
Redni, etverocilind
1390 cm3
76,5 mm
75,6 mm
4
10:1
125 kW
240 Nm
ch Motroni9.5.10
per plus RO
avni katalizambda kont
Euro 4
NJE SMJEŠE
ombinacije om TSI mot“ kao i tituluupućuje na ko, i direktnremine 1,4 lVW grupacijen 2005‐e ghemnitz‐u. Rpunjačem i de 125 kWrojanog, ov ventila i puBosch Motro
agram sna e g i
rični 3
m
m
c MED
ON 98
zator, trola
KOD OTO
sistema natoru koji je du „Green Ento da se r
no ubrizgavlitra o kojeme. godine na saRadi se o mdirektnim u
W što je 14%aj motor pumpu za goonic MED 9
i obrtnog mom
MOTORA
savremenidvije godinengine of theradi o motovanje benzinm ćemo det
ajmu autommotoru radnubrizgavanj% više od posjeduje siorivo koja o.5.10.
menta VW TSI
Nenad Radov
m motorime za redome Year“. Skoru koji kona. Ova tehtaljnije i pisa
mobila u Frane zapremiem goriva. 2.0 FSI moistem kontistvaruje pr
I motora
vić, 7894 3
ma, ovdje osvajao raćenica mbinuje hnologija ati, ali je
ankfurtu, ne 1390 Sve ovo
otora, uz inualnog itisak do
39
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 40
‐ Sistem ubrizgavanja goriva je klasični FSI sistem kakav smo opisali u prdhodnom poglavlju, samo što je maksimalni pritisak sada bar. Takođe i brizgaljke su prilagođene
36: VW TSI motor
‐ Mehanički kompresor je Roots‐ov zavojni kompresor koji se obrće brzinom 1.5 puta astog vratil Kompresor je u pogonu preko magnetnog kvačila i u
fu malno 350 ‐1. Upotreba mehaničkog kompresora poboljšava karakteristike motora na nižim brzinskim režimima i omogućava brz porast pritiska. Ne za mazivanje enje i radi samo kada je potrebno (na leru ne radi). Lo kompre tome što za pogon koristi snagu motora i u tome što ko roizvodi pritisak nezavisno od broja obrtaja koji se mora kontrolisati i tako o m no sam do 2400 min‐1 kada se ukuljučuje i turbo punjač. Po potrebi kompresor da nastavi rad do 3500 min‐1 ukoliko je potrebna dodatna da bi se i Nakon 3500 min‐1 nadpunjenje motora vrši isk ač. U la potreba za snagom, regulaciona klapna je potpun na i motor z nadpunjenja jer se kompreso ne pokreće a snaga sova je mala da enula turbo punjač dovoljno brzo.
150ovom motoru. Osnovna razlika između ovog i FSI motora predstavlja kompresor i turbopunjač.
Sl.
većom od brzine koljen a. nkciji je do maksi 0 min
htjeva dodatno pod niti hlađša strana mehaničkog
nstantno psora je u
pet imamo gubitke. Ko presor radi konstant može
snaga zbjegla turbo rupa.ljučivo turbo punj
o otvoreslučaju kada je maprkatično radi be
izduvnih ga bi pokr
‐ M
sa oko motora izvedbaoptereć
‐ OubrizgavTakođe,Budući nastoji motora predviđpromjen
SIST
Motor je ta200 stepenje organizo ima niz prćenja i na krOvaj motorvanje benzi, razvijen jeda je izvedbse razviti na niskim
đa da će unjljive geom
TEMI ZA OB
akođe opremni Celzijusa ovano sa dvrednosti, brraju mogućnr je bio prviina. VW je e i sličan kba sa mehaturbo punjobrtajima, uskoro ovametrije.
BRAZOVAN
Sl.36: Režim
mljen interkna temper
va odvojenarže zagrijavanost poveća u svijetu kkasnije ovaoncept ali ničkim komjač varijabikako bi se aj koncept
NJE SMJEŠE
mi rada kompr
kulerom koraturu neštoa toka, jedananje bloka, anja stepenoji je kombaj koncept samo sa tu
mpresorom iilne geomeizbjegla ugbiti potis
KOD OTO
resora i turbo
oji temperato višu od ten za blok mbolje hlađea kompresijbinovao dvoprimjenio iurbo punjači turbo punjetrije koji bgradnja mehsnut konce
MOTORA
punjača
turu sabijenemperatureotora a druenje cilindaje. ostruko nadi na drugimčem promjejačem priličbi mogao zhaničkog koptom jedn
Nenad Radov
nog vazduhe okoline. Hugi za glavu.ara, manja t
punjenje i m svojim moenjljive geočno skupa zazadovoljiti ompresora. nog turbo
vić, 7894 4
a spušta Hlađenje . Ovakva termička
direktno otorima. ometrije. a izradu, potrebe Tako se punjača
41
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 42
6) Zaključak ‐ Nakon sagledavanja cjelokupne istorije razvoja sistema zapripremu smješe, kao i uopšte oto
motora, možemo zaključiti da je ona uvijek bila uslovljena sve strožijim zahtjevima za manjom potrošnjom i što manjom emisijom štetnih gasova. Naravno, pored toga tu je i stalni rast potreba za što boljim performansama motora.
‐ Takđe, da se primjetiti da je nagli razvoj i usavršavanje benziskih motora počeo krajem XX‐og i početkom ovog vijeka i da se danas jako mnogo ulaže u razvoj tehnologija za oto motore. Direktno ubrizgavanje benzina je jedna od tehnologija kojom se postižu najveće uštede u gorivu i znatno čistiji izduvni gasovi, ali koja još uvijek ima mnogo prostora za usavršavanje ove, prvenstveno na polju kontrole sagorjevanja i boljeg tretmana izduvnih gasova.
SISTEMI ZA OBRAZOVANJE SMJEŠE KOD OTO MOTORA
Nenad Radović, 7894 43
7) Literatura
1. Tomić M.; Petrović M. – Motori sa unutrašnjim sagorjevanjem, Mašinski fakultet Beograd 2004
2. Filipović I. – Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet u tuzli 2006 3. Zhao F.; Lai M.C.; Harrington L.M. – Automotive spark‐ignited direct‐
injection gasoline engines, Elsevier Science Ltd. 1999 4. Gasoline Fuel Injection System K‐Jetronic – Technical instruction,
Robert Bosch GmbH 2000 5. Gasoline Engine Menagament: Motronic Systems, Robert Bosch GmbH
2003 6. Electrically Controlled Gasoline Fuel‐injection System With Lambda‐
Closed Loop Control: KE‐Jetronic, Robert Bosch GmbH 7. Gasoline Fuel Injection System L‐Jetronic – Technical instruction,
Robert Bosch GmbH 1995 8. Motronic MED 9.5.10, Seat SA 2004 9. Self Study Programme 359, Volkswagen AG 2006 10. Self Study Programme 377, Audi AG 2006 11. Self Study Programme 253, Volkswagen AG 2002 12. http://www.vwvortex.com 13. http://www.bosch‐motorsport.de 14. http://www.mitsubishi‐motors.com 15. http://www.autozine.org 16. http://www.volkswagen.com 17. http://www.emercedesbenz.com 18. http://www.volkspage.net 19. http://autospeed.com 20. http://www.caranddriver.com 21. http://www.wikipedia.org/