sistem za napajanje motora gorivom i vazduhom

1. UVOD

Pogonske i upotrebne karakteristike motora odreuju odnos izlaza i ulaza u motor, tj. nain i

uslov odvijanja procesa u motoru. Ovo znai da se na izlaz iz motora (obrtni moment, ugaona brzina,

izduvni gasovi i slino) moe uticati regulisanjem unutranjih procesa u motoru u svim fazama,

uslovima i reimima rada motora. Na odvijanje unutranjih procesa, a time i na izlaz iz benzinskog

motora utie niz parametara, od kojih su najvaniji sastav i kvalitet smjee goriva i vazduha i sistem za

paljenje. Na sastav i kvalitet smjee utie vie faktora: temperatura i barometarski pritisak vazduha,

temperatura motora, optereenje i ugaona brzina i drugo, a na paljenje optereenje i ugaona

brzina. Da izlaz iz motora ne bi (ili da bi to manje) zavisio od svih uticajnih faktora, neophodno je da

se neprestano, za vrijeme rada motora, izvode intervencije u sistemu za napajanje gorivom i

pripremu smjee i u sistemu za paljenje pri promjeni bilo kojeg od uticajnih faktora. Da bi se to

omoguilo, potrebni su odgovarajui automatski ureaji, a da bi oni mogli da funkcioniu, potrebne

su odgovarajue informacije, njihova obrada i korienje.

U benzinske motore sa klasinim ureajima za pripremu smjee (karburatorima), ve

odavno se ugrauju dodatni ureaji. Meutim, ni najkomplikovaniji karburatori ne obezbeuju

zadovoljavajui sastav i kvalitet smjee u svim fazama u uslovima rada motora, jer prije svega nemaju

potrebne informacije. Zbog toga je dolo do razvoja i primjene veeg broja razliitih sistema za tzv.

elektronsko napajanje gorivom. To se odnosi i na sistem za paljenje koji se, u veini sistema,

upravljaki integrie sa sistemom za napajanje gorivom.

Kako je napredovalo razvijanje tehnike i tehnologije, dolo se do ideje da se napravi sistem za

ubrizgavanje na motornim vozilima koji bi trebao da popravi dinamike karateristike motornog vozila

i da smanji trokove potronje goriva. Prvi sistem za ubrizgavanje su bili mehanicki, zatim kombinacija

mehanikog i elektonskog, dok se danas skoro u potpunosti koristi elektronsko ubrizgavanje goriva.

Najpoznatiji sistemi za ubrizgavanje goriva, koji su u isto vrijeme i najbolji, su Bosch (Bo) sistemi.

Tema ovog maturskog rada je Sistem za napajanje motora gorivom I vazduhom.

2

2. OSNOVNI PRINCIPI UBRIZGAVANJA

Sistem za napajanje gorivom omoguava pravilan i ekonomian rad motora. Kod OTO

motora radna smjea se priprema u karburatoru. Kod nekih benzinskih motora ubrizgavanje goriva se

vri u prostor za sagorjevanje ili ispred usisnog ventila. Na slici 1. je prikazan sistem za napajanje

gorivom kod OTO motora:

Slika 1. Sistem za napajanje kod OTO-motora

Ovaj sistem koji je prikazan na slici 1. sainjavaju: rezervoar za gorivo (1), instalacija za

dovod goriva (7, 11 i 14), pumpa za gorivo (12) i karburator (19). U cilju potpunije obrade ovog

sistema, potrebno je upoznati funkcije i karakteristike pojedinih njegovih dijelova.

Rezervoar za gorivo (na gornjoj slici 1. pod brojem 1) je, u pravilu, smjeten suprotno od

motora, na zadnjem dijelu vozila1. Kapacitet rezervoara zavisi od namjene vozila orijentaciono, a

jedno punjenje do vrha moe opsluiti oko 400 600 km. Rezervoar se izrauje od elinog

lima.

Kontrolnik goriva (na slici 1. pod brojevima 3, 4 i 10) ima zadatak da omogui vozau

praenje koliine goriva u rezervoaru. Obino je u ovaj kontrolni sistem ugraena i (najee

crvena) sijalica, iji je zadatak da se upali kada se u rezervoaru nalazi minimalna koliina goriva

(rezerva). Ovim se postie blagovremeno obavjetavanje vozaa o potrebi dopune goriva.

1 Nekada, do prije 30-ak godina, proizvodili su se automobili kod kojih je motor bio smjeten u zadnjem dijelu

vozila, a rezervoar u prednjem dijelu vozila. Najpoznatiji takav primjer je vjerovatno najpopularniji automobil na prostorima bive Jugoslavije, Zastava 750 Fio. I danas se ponegdje proizvode takvi automobili, ali to je prava rijetkost;

3

Pumpa za gorivo (na slici 1. pod brojevima 12 i 13) ima zadatak da obezbjedi dotok goriva

(benzina) od rezervoara do karburatora. Ovaj pogon je mehaniki, ali se u skoro svim vozilima novije

generacije koristi elektro-pogoni (elektrina pumpa).

Sistemi za ubrizgavanje goriva obezbjeuju motoru u bilo kojem reimu rada najpovoljni

sastav smjee goriva i vazduha. Donedavno se to uspjeno radilo sa karburatorima, meutim, u

posljednje vrijeme se u skoro sva vozila serijski ugrauju sistemi za ubrizgavanje goriva. Razlozi

za to su vea snaga motora, povoljniji tok krive obrtnog momenta i manja potoronja goriva, kao

i maksimalno poboljanje kvaliteta izduvnih gasova. Ubrizgavanje omoguava precizno doziranje

goriva, zavisno od reima rada motora, uz maksimalno moguu zatitu ivotne okoline.

2.1. Karburator

Karburator je dio sistema za napajanje u kojem se stvara smjea benzina i vazduha.

Konstrukcija motora uslovljava kako e karburatori da budu rijeeni, kako u pogledu broja i poloaja

postavljanja, tako i u pogledu rada. U ovom radu se ne mogu navesti sve specifinosti konstrukcije

karburatora, iz prostog razloga jer karburator kao tehniko-tehnoloko rjeenje predstavlja

kompletnu nauka koja ima tradiciju duu od 100 godina.

Na jednom motoru se uglavnom nalazi samo jedan karburator. Ali, na nekim motorima mogu

postavljeni biti dva ili vie karburatora. Kod specijalnih motora moe biti takvo rjeenje da svaki

cilindar ima svoj karburator, ime se omoguava bre i potpunije punjenje cilindara. Ovakva rjeenja

su u svakom sluaju skuplja.

Prema poloaju usisne cijevi karburatori mogu biti postavljeni vertikalno i horizontalno.

Ako je karburator postavljen sa gornje strane usisne cijevi, onda radna smjea ima silazni tok.

Ovakav karburator ima povoljnije rjeenje, jer obezbjeuje bolje punjenje cilindara.

2.1.1. Sastavni dijelovi karburatora

Karburator se sastoji od sljedeih dijelova:

tijela koje predstavlja karburator kao cjelinu,

loneta karburatora sa plovkom i ventilom za regulisanje nivoa goriva u lonetu,

glavnog ikljaa koji se nalazi u grlu karburatora (difuzoru) koji je spojen sa lonetom na

principu spojenih posuda,

cijevi za vazduh na kojoj se nalazi filter za vazduh,

grla karburatora difuzora (Venturijeva cijev) u kojem se postavlja glavni iklja,

odreenog broja kalibrisanih otvora za protok goriva,

4

leptira kojim se regulie koliine smjee,

ureaja za hladno startovanje motora,

ureaje za rad motora na praznom hodu,

ureaja za prihvatanje naglih promjena reima rada motora,

ureaja za obogaenje i osiromaenje smjee, u zavisnoti od reima rada motora.

Zadatak karburatora je da pri svim reimima rada motora obezbjedi odgovarajuu radnu

smjeu, kako po koliini tako i po sastavu, odnosno kvalitetu smjee.

Stvorena smjea u karburatoru treba da je u gasovitom stanju, tj. estice vazduha i benzina

treba da budu meusobno dobro izmjeane.

Kada se govori o radnoj smjei benzina i vazduha, treba imati u vidu da postoje tri vrste

smjee:

1) bogata smjea,

2) optimalna, radna smjea i

3) siromana smjea.

Bogatom smjeom se smatra ona kod koje nema dovoljno vazduha za potpuno sagorijevanje

goriva.

Optimalna smjea je ona kod koje ima tano onoliko vazduha, koliko je potrebno za potpuno

sagorijevanje goriva.

Siromana smjea je ona smjea kod koje ima vie vazduha nego to je potrebno za potpuno

sagorijevanje goriva u smjei.

Da bi se dobila odgovarajua smjea, karburatoru je potrebno:

da stvori mjeavinu benzina i vazduha u vidu pare i da se to stanje zadri sve do momenta

paljenja,

da smjea bude to homogenija, tj. da odnos benzina i vazduha u svim dijelovima bude to

ujednaeniji,

da se obezbjedi sastav smjee u zavisnosti od optereenje motora.

2.1.2. Princip rad karburatora

Na slici 2. je prikazan karburator sa svojim osnovnim dijelovima, pomou kojih se moe

objasniti princip rada karburatora:

5

a) Rad karburatora za minimalni broj obrtaja motora (prazan hod, ler): D prenik cijevi

karburatora, V brzina strujanja vazduha kroz cijev D, d prenik grla karburatora

(difuzora), v brzina strujanja smjee kroz grlo karburatora;

b) Rad karburatora za prelazni reim rada motora od minimalnog ka maksimalnom broju

obrtaja: 1 ventil za regulisanje nivoa goriva, 2 osovinica plovka.

Slika 2. Sastavni dijelovi karburatora

Za vrijeme rada motora u cilindrima se realizuje i takt usisavanja, pri emu se u njima stvara

podpritisak. Podpritisak omoguava ulazav vazduha iz atmosfere kroz uloak filtera (slika 2., b)).

Vazduh se pri prolasku kree kroz cijev (D) brzinom (V), sve do mjesta gdje je karburator suen. Ovaj

sueni dio se naziva grlo karburatora ili difuzor (Venturijeva cijev). Pri nailasku vazduha kroz grlo

karburatora (d) naglo se povea brzina strujanja, tako da se u tom dijelu vazduh kree mnogo veom

brzinom (v). Zbog naglog poveanja brzine strujanja vazduha dolazi do pada pritiska u difuzoru i

isisavanja goriva iz ikljaa, tako da dolazi do mijeanja goriva i vazduha u difuzoru.

Homogenost smjee sa poboljava za vrijeme takta sabijanja, jer se onda estice vazduha i

benzina potpunije izmjeaju zbog vrtloenja smjee u cilindru.

U grlu karburatora nalazi se jedan kraj cijevi (iklja), a drugi kraj je spojen sa lonetom

karburatora. Otvori na ikljau su povezani sa lonetom karburatora na principu spojenih posuda.

Dovod goriva u iklja je regulisan kalibrisanim otvorom (sisak, prikazan na slici 2.). Brzina strujanja

vazduha kroz grlo karburatora je vea oko 20 puta u odnosu na proticanje benzina. U zavisnosti od

konstrukcije karburatora, nivo goriva u lonetu se moe podeavati na razne naine.

6

Nivo goriva u karburatoru treba da bude podeen tako bude nii za 2 5 mm u odnosu na

poloaj otvora na glavnom ikljau. Na slici 2. se moe vidjeti razlika nivoa goriva u lonetu

karburatora u odnosu na nivo otvora kroz koji prolazi gorivo za vrijeme rada motora. Na istoj slici

plovak koji regulie nivo goriva se nalazi u horizontalnom poloaju.

Ovdje prikazani princip rada karburatora predstavlja opti model karburatorskog sistema

ubrizgavanja goriva (benzina) i vazduha u motor za vrijeme rada motora. Postoje jo neki ureaji koji

su neophodni da bi se motor pokrenuo, kao npr. ureaj za hladno startovanje motora.

Ureaj za hladno startovanje motora treba da obezbjedi odgovarajui sastav radne smjee

za lagano startovane motora pri niskim temperaturama. Ako se ovome doda i injenica da e za

vrijeme prolaska radne smjee kroz hladnu usisnu cijev doi do konzenzacije pare benzina, moe se

zakljuiti da je startovanje motora na niskim temteraturama oteano.

Kao to postoje razna rjeenja kompletnih karburatorskih ureaja, tako postoje i razna

rjeenja kojima se obezbjeuje startovanje motora pri niskim temperaturama. Upravljanje ovim

ureajima moe biti mehaniko i automatsko.

Na slici 2. je prikazana situacija kada se leptir za sauh-ok nalazi vertikalnom poloaju, tako da

vazduh nesmetano prolazi pored njega kroz cijev karburatora. Kada se aktivira komanda ureaja,

tada leptir zatvara cijev karburatora tako da vazduh ne moe vie da prolazi kroz cijeli otvor

karburatora. Ovim se postie da vazduh dospjeva u karburator u daleko manjoj koliini, to je uslov za

stvaranje bogatije smjee, a time se ostvaruje bre i pouzdanije startovanje motora i pri niskim

temperaturama. Poslije odreenog vremena potrebno je iskljuiti leptir, kako bi motor preao u

normalan reim rada. Na pojedinim vozilima postoji ugraena signalna sijalica, koja upozorava vozaa

da je ovaj ureaj aktivan. Ukoliko se ovaj ureaj ne iskljui na vrijeme, u toku rada motora i tokom

vonje se pojavljuje prekomjerno zagrijavanje i ekstremno poveana potronja goriva. Kod mnogih

vozila novije generacije postoje dodaci na ovim ureajima, koji vre automatsko ukljuivanje i

iskljuivanje. Ovakvo rjeenje je mnogo pouzdanije, jer se iskljuuje subjektivni faktor kod vozaa

prilikom odluivanja da li je temperatura optimalna ili ne.

2.1.3. Osnovne prednosti sistema sa karburacijom

Osnovne prednosti karburatorsnih sistema su sljedee:

jednostavnost konstrukcije,

jednostavnost regulacije,

niska cijena

jednostavno odravanje i dijagnostika.

7

3. VRSTE UBRIZGAVANJA

Ni najkomplikovaniji karburatori ne obezbeuju zadovoljavajui sastav i kvalitet smjee u

svim fazama u uslovima rada motora, jer prije svega nemaju potrebne informacije. Zbog toga se u

kntiunitetu radilo na razvoju i primjeni veeg broja razliitih sistema za tzv. elektronsko napajanje

gorivom. To se odnosi i na sistem za paljenje koji se, u veini sistema, upravljaki integrie sa

sistemom za napajanje gorivom.





Najpoznatiji sistemi za ubrizgavanje goriva, koji su u isto vrijeme i najbolji, su Bosch (Bo) sistemi.

Sistemi ubrizgavanja se dijele prema mjestu ubrizgavanja na:

sisteme za pojednino ubrizgavanje u usisni vod, u sredinu usisnog ventila i

sisteme za centralno ubrizgavanje u zajedniki usisni kolektor.

Kod ova dva indirektna sistema, gorivo se ubrizgava u usisni vod, ispred usisnog ventila, gdje

se obrazuje i radna smjea. U novije vrijeme razvio se i sistem direktnog ubrizgavanja u samom

cilindru motora. Kod ovog sistema se, prema tome, radna smea obrazuje u samom cilindru motora.

Prema nainu ubrizgavanja, sistemi se dijele na sisteme za kontinualno i sisteme za

periodino ubrizgavanje.

3.1. Pojedinano ubrizgavanje

Ovaj, inae danas veoma rasprostranjen sistem, prua najbolje uslove za preciznu regulaciju

motora. U strunoj literaturi odomaen je naziv MULTI POINT INJECTION, to u prevodu znai

ubrizgavanje u vie taaka, ili skraeno MPI sistem.

Usisni kanal ovog cilindra snabdjeven je posebnim ventilom za ubrizgavanje. Njime se postie

bolja raspodjela smjee po cilindrima, jer svaka brizgaljka daje istu koliinu goriva, rasprivanje goriva

pod pritiskom i pri relativno visokoj temperaturi, omoguava dobro mijeanje, isparavanje i

homogenizaciju smjee.

Mehanika regulacija. U samom poetku regulacija je bila isto mehanika (npr. K-

JETRONIC), koja samostalno funkcionie sa kontinualnim ubrizgavanjem goriva. Prednost su

jednostavnija konstrukcija i nia cijena, a mana teko obuhvatanje veeg broja uticajnih inilaca za

precizniju regulaciju.

8

Mehanikoelektoronska regulacija. Kasnije se javlja kombinacija mehaniko-elektronske

regulacije (npr. KE-JETRONIC), gdje se elektronska regulacija dograuje na isto mehanike sisteme.

Time se omoguava korienje vie parametara o radu motora i tanija regulacija ubrizgane koliine

goriva.

isto elektronska regulacija. Ova regulacija, osim kontinualnog, omoguava i periodino

ubrizgavanje pomou elektrinih ventila za ubrizgavanje, kojima upravlja elektronska upravljaka

jedinica. Ona prikuplja elektrine signale pojedinih senzora i davaa, obradjuje ih i formira elektrine

impulse kojima se aktiviraju brizgaljke. Tako je obuhvaen vei broj uticajnih inilaca i precizna

regulacija sastava smjee u ovim uslovima rada motora. Najpoznati sistemi sa ovom regluacijom su:

L-JETRONIC, L3-JETRONIC I LH-JETRONIC, firme BOSCH.

3.2. Centralno ubrizgavanje

Kod ovog elektronskog sistema pomou jedne centralne elektromagnetske brizgaljke,

postavljene ispred prigunog leptira, gorivo se ubrizgava pod pritiskom u struju usisanog vazduha

(slika 3.). Najpoznati takav sistem je BOSCH-ov MONO-JETRONIC.

Slika 3. Centralno ubrizgavanje:

dovod goriva (1), dovod vazduha (2), priguni leptir (3), usisna cijev (4), brizgaljka (5), motor (6)

9

Ovdje se mjesto ubrizgavanja poklapa sa mestom uvoenja goriva, kao i kod karburatora, s

tim to je rasprivanje prinudno pod pritiskom. Gorivo se dozira u zavisnosti od podpritiska u usisnom

vodu, tj. od otklona prigunog leptira. Za ovaj sistem se u strunoj literaturi korisi naziv SINGLE POINT

INJECTION, to u prevodu znai ubrizgavanje u jednoj taki ili krae SPI sistem.

3.3. Direktno ubrizgavanje

Kod ovog sistema (vrlo slino dizel motorima) gorivo se, pomou elektromagnetnih ventila,

direktno ubrizgava u prostor za sagorjevanje. Zato svaki cilindar ima svoj ventil za ubrizgavanje

(brizgaljku), a mjeavina se stvara u samom cilindru. Za dobro sagorjevanje neophodno je fino

rasprivanje goriva prilikom ubrizgavanja.

U normalnom reimu rada, motori sa direktim ubrizgavanjem usisavaju samo ist vazduh a ne

mjeavinu, kao to je sluaj kod svih ostalih konvencionalnih sistema ubrizgavanja. U tome i lei

prednost ovog novog sistema, jer nema kondenzacije goriva po zidovima usisnih cijevi i/ili cilindara.

Kod ranijih konvencionalnalnih sistema, mjeavina se obrazuje spolja u usisnoj cijevi, pa u

prostor za sagorjevanje dospjeva kao homogena smea iji sastav ima priblizno stehiometriski odnos

vazduha i goriva. Obrazovanjem smjee direktno u prostoru za sagorjevanje mogue je ostvariti dva

potpuno razliita naina sagorjevanja (slika 4.).

Slika 4. Direktno ubrizgavanje: dovod goriva (1), dovod vazduha (2) , elektronski priguni leptir (EGAS) (3),

usisna cijev (4), brizgaljka(5), motor (6)

10

Pri radu sa tzv. slojevitim punjenjem, mjeavina ima zapaljiv sastav samo u prostoru oko

svjeice. Ostali dio prostora za sagorjevanje ispunjen je svjeim vazduhom i ostatkom sagorjelih

gasova bez goriva. Na taj nacin, u praznom hodu i pri djeliminom optereenju, motor radi sa vrlo

siromanom smjeom i primjetno tedi gorivo. Pri veem optereenju, motor radi sa homogenim

punjenjem, gdje je cio prostor za sagorevanje ispunjen homogenom mjeavinom, kao i kod motora sa

spoljnim obrazovanjem mjeavine. U takvom radu, motor prima vie goriva, ali i daje punu snagu.

Najpoznatiji sistem za direktno ubrizgavanje sistema je BOSCH-ov MEDMOTORIC.

3.4. Nain ubrizgavanja

Kada se govori o vrstama ubrizgavanja, one se razlikuju ne samo po mjestu ubrizgavanja ve

u nainu ubrizgavanja. U ovim sistemima koriste se dva naina ubrizgavanja:

kontinualno i

periodino.

Kontinualno ubrizgavanje. Kod ovog naina ubrizgavanja brizgaljke se otvaraju pod dejstvom

pritiska goriva i ostaju neprekidno otvorene dok motor radi. Gorivo, se prema tome, neprekidno

ubrizgava u usisne cijevi, ispred usisnih ventila, gdje se mijea sa vazduhom, isparava i u taktu

usisavanja ulazi u ciindre. Koliina goriva se dozira priguivanjem, odnosno promjenom pritiska

ubrizganja.

Dobre strane ovog naina su jednostavnija konstrukcija i nia cijena, a nedostaci su manja

preciznost regulacije i slabije rasprivanje goriva, naroito pri niim reimima rada motora. Koristi se

kod MPI i kod SPI sistema.

Periodino ubrizgavanje. Kod ovog naina ubrizgavanje se obavlja pomou elektrinih

brizgaljki, odnosno elektromagnetnih brizgaljki. Oni se periodino otvaraju i zatvaraju pod uticajem

elektrinih impulsa koje alje elektronska upravljaka jedinica.

Koliina goriva dozira se duinom trajanja elektrinog impulsa, uz konstantni pritisak.

Ubrizgana koliina goriva praktino zavisi samo do vremena otvaranja mlaznice.

Simultano ubrizgavanje. Periodino ubrizgavanje omoguava da se menja i trenutak,

odnosno poloaj ubrizgavanja u odnosu na ugao obrtanja radilice. Najjednostavniji nain je simultano

ubrizgavanje, kada svaka brizgaljka ubrizgava u istom trenutku (i to u ciklusima), jednom za svaki

obrtaj radilice.

Grupno ubrizgavanje. Veu fleksibilnost od simulatnog prua tzv. grupno ubrizgavanje. Tu su

brizgaljke podijeljene u dvije grupe, tako da svaka brizgaljka ubrizgava samo jednom po ciklusu

obrtanja radilice.

11

Sekvencijalno ubrizgavanje. Ipak, najveu slobodu pruza tzv. sekvencijalno ubrizgavanje, kod

kojeg se trenutak ubrizgavanja odvojeno moe programirati za svaki cilindar pojedinano. Ovi naini

ubrizgavanja detaljnije su objasnjni tokom opisa pojedinih sistema ubrizgavanja.

3.5. Prednosti i nedostaci sistema ubrizgavanja

Mnoge su prednosti navedenih sistema ubrizgavanja u odnosu na klasini karburatorski sistem:

Manja potronja. Sistem znatno preciznije regulise smjeu, uzimajuci u obzir sve bitne

podatke za odreeni reim rada motora, kao to su broj obrtaja, optereenje, temperatura,

poloaj prigunog leptira itd. Na taj nain do motora, u svakom trenutku, stie optimalna

koliina goriva;

Vea snaga motora. Primjenom sistema za ubrizgavanje omoguava se optimalno

oblikovanje usisnih kanala sa manjim otporima strujanja, ime se postize bolje punjenje

cilindara. Sve to omoguava poveanje specifine snage motora i povoljni tok krive obrtnog

momenta. Ovo poveanje je naroito izrazeno kod primjene pojedinanog sistema

ubrizgavanja (MPI), a neto manje kod centralnog (SPI) ubrizgavanja;

Trenutno ubrzanje. Sistem se trenutno i bez zakanjenja prilagoava svakom reimu rada

motora, kao to je nagla promjena optereenja, odnosno ubrzavanje vozila. Ova konstatacija

se odnosi podjedanako i na pojedinano (MPI) i na centralno (SPI) ubrizgavanje, s tim to je

problem kondenzacije prilikom naglih prelaza izrazeni kod centralnog ubrizgavanja;

Bolji start i bre zagrijavanje. Tanim doziranjem goriva, uzimajuci u obzir temperaturu i

brzinu obrtanja motora tokom starta, lake upali motor i bre dostigne eljeni broj obrtaja u

praznom hodu. Gorivo se tano dozira i tokom zagrijavanja, to omoguava da motor u toj

fazi radi ravnomjerno uz minimalnu potronju;

isti izduvni gasovi. Kvalitet izduvnih gasova je u direktnoj vezi sa sastavom radne smjee, za

odgovarajui reim rada motora. Sistem za ubrizgavanje priprema radnu smjeu tako da

izduvni gasovi budu istiji u svim reimima rada motora.

Neki od nedostataka navedenih sistema ubrizgavanja su:

mnogo su kompleksniji sistemi po konstrukciji,

komplikovaniji su za odravanje, a to za posljedicu zahtjeva

mnogo veu strunost pri odravanju.

12

4. KOMBINACIJA SISTEMA PALJENJA I UBRIZGAVANJA

Sistemi za ubrizgavanje rjeavaju samo jedan dio problema u vezi sa sagorevanjem u

OTO-motorima. Kao to se iz predhodnog poglavlja moe zakljuiti, na proces sagorjevanja bitno

utie i sistem paljenja. Zato je kod savremenih motora objedinjenja elektronska regulacija oba

ova sistema. Uz jedinstvene uslove optimizacije, u razliitim reimima rada motora, void se

rauna i o kvalitetu izduvnih gasova.

Takav je, na primjer, BOSCH-ov MOTRONIC sistem, koji je razvijen na osnovu sistema za

ubrizgavanje sa elektronskom regulacijom, kao to su L-JETRONIC, LH-JETRONIC, Mono-

JETRONIC, itd.

4.1. Sistem BOSCH KE-JETRONIC

Ovaj sistem, kao i stariji K-JETRONIC, predstavlja mehanikohidraulini sistem za

ubrizgavanje. Poveanu fleksibilnost osnovnog sistema i dodatne funkcije obezbjeuju elektrini

senzori i elektronska komandna jedinica.

Slika 4. Shematski prikaz sistema KE-JETRONIC sa LAMBDA-regulacijom: 1-rezervoar za gorivo, 2-

eletricna pumpa za gorivo, 3-hidraulicna prigusnica za gorivo, 4-filter za gorivo, 5-regulator sistemskog pritiska,

6-brizgaljka, 7-usisni kolektor, 8-brizgaljka za hladan hod, 9-dozator, 10-protokomer, 11-elektrino-hidraulini

regulator, 12-LAMBDA-sonda, 13-vremenski termo-prekida, 14-senzor temperature motora, 15-razvodnik

paljenja, 16-regulator praznog hoda, 17-potenciometar prigunog leptira, 18-elektronska upravljaka jedinica,

19-kontakt klju, 20- akumulator

13

Na slici 4. je prikazan sistem kojem su na osnovni K-Jetronic sistem dodati:

senzor usisane koliine vazuduha (potencijometar na KB-glavi),

elektro-hidraulini regulator (actuator) za podeavanje upravljakog pritiska doziranja goriva,

regulator pritiska kojim se odrzava konstantan sistemski protisak goriva.

Za razliku od isto mehanickog K-Jetronoc sistema, KE-Jetronic obuhvata vie pogonskih

podataka o motoru. Podaci dospjevaju preko razliitih senzora do elektronske komandne jedinice,

koja ih obrauje i preko elektro-hidraulinog regulatora (tzv.aktuatora) preciznije prilagoava sastav

smjee uslovima rada motora.

Ako elektronika otkae, sistem e i dalje funkcionisati kao i osnovni, isto mehaniki sistem.

4.1.1. Instalacija za napajanje gorivom sistema KE-JETRONIC

Elektrina pumpa povlai gorivo iz rezervoara i pod pritiskom od oko 5 bara, preko filtera,

potiskuje ga prema ureaju za doziranje (dozatoru). Izmeu pumpe i filtera, na instalaciju je

prikljuena hidraulina prigunica (pajher), koja sadri (pod pritiskom) izvjesnu koliinu goriva. To

gorivo se, pod pritiskom elasticne membrane, po potrebi vraa u sistem ublazavajui oscilacije

pritiska, tj. hidrauline udare.

Na instalaciju je prikljuen i regulator pritiska, koji odrava tzv. Sistemski pritisak goriva

konstantnim, a povezan je sa dozatorom i rezervoarom za gorivo. Od dozatora, gorivo se pomou

tankih cjevica dovodi do brizgaljki, a preko njih se kontinuirano ubrizgava u oblast ispred usisnog

ventila. Otuda i slovo K u nazivu ureaja, to znaci kontinualno. Kada se ventili otvore klip usisava

pripremljenu smjeu, a kada se zatvore, smea se dalje priprema do narednog usisavanja.

Osnovni dijelovi instalacije za napajanje gorivom su: elektrina pumpa, hidraulina prigunica,

filter, regulator pritiska i brizgaljke.

4.2. Sistem Bosch L-JETRONIC

Ovaj sistem je nastao usavravanjem starijeg D-JETRONIC sistema s periodinim

ubrizgavanjem i elektronskom regulacijom. Ubrizgavanje je pojednano za svaki cilindar i usisnim

cevima motora (MPI). Kao i sistemi K-JETRONIC i KE-JETRONIC, i ovaj sistem obuhvata sve promjene

koje nastaju tokom radnog vijeka motora: istroenost dijelova, taloge u prostoru za sagorjevanje i

podeavanje ventila.

Iz tih razloga sadraj tetnih sastojaka u izduvnim gasovima je u dozvoljenom granicama u

odreenom standardu.

Posebna specifinost ovog sistema je direktno, elektrino mjerenje protoka usisane koliine

vazduha. To prua velike mogunosti predgulacije i prilagoavanje ubrizgane koliine goriva u

razliitim uslovima rada motora.

14

L-JETRONIC sistem se moe podijeliti u tri funkcionalne oblasti:

instalacije za napajanje gorivom,

prikupljanje i obrada podataka o radu motora,

regulacija ubrizgane koliine goriva.

Na slici 5. shematski je prikazan L-Jetronic sistem sa LAMBDA regulacijom:

Slika 5. Shematski prikaz sistema L-JETRONIC sa LAMBDA-regulacijom: 1-rezervoar za gorivo, 2-

elektrina pumpa za gorivo, 3-filter za gorivo, 5-ventil za ubrizgavanje, 6-razvodna cijev sa regulatorom pritiska,

7-usisni kolektor, 8-brizgaljka hladnog starta, 9-prekida prigunog leptira, 10-protokomer, 11-LAMBDA-sonda,

12-vremenski termo-prekida, 13-senzor temperature motora, 14-razvodnik paljenja, 15-bimetalni iber-ventil u

zaobilaznom vodu za vazduh, 16-akumulator, 17-kontakt kljuc

4.2.1. Instalacija za napajanje gorivom D-JETRONIC sistema

Elektrina pumpa povlai gorivo iz rezervoara i preko filtera ga potiskuje ka glavnoj razvodnoj

cijevi, pod pritiskom od oko 2,5 bara. Od glavne razvodne cijevi granaju se tanke cijevi prema

ventilima za ubrizgavanje. Na kraju razvodne cijevi je regulator pritiska, koji odrava konstanatan

pritisak za ubrizgavanje. Kapacitet pumpe je vei i od najvee potronje motora, tako da se viak

goriva, preko regulatora pritiska, vraa u rezervoar sa nizim pritiskom u povratnom vodu. Ta

cirkulacija je korisna, jer rashlauje gorivo i eliminie pojavljivanje mjehuria u sistemu.

15

Elektricna pumpa i filter za gorivo su potpuno iste ili vrlo sline konstrukcije kao i kod ostalih

opisanih sistema.

Glavna razvodna cijev omoguava ravnomjeran razvod goriva pod istim pritiskom za sve

brizgaljke, a preuzima i ulogu hidrauline prigunice. Njena zapremina je znatno vea od koliine

goriva koja se ubrizgava u jednom ciklusu. Zbog toga nema pada pritiska u sistemu, pa gorivo stie do

svake brizgaljke pod istim pritiskom. Osim toga, olakava se i razvod goriva do brizgaljki, kao i njihovo

postavljanje na usisnim granama. Slika 6. shematski prikazuje instalaciju za napajanje gorivom L-

Jetronic sistema.

Slika 6. Instalacija za napajanje gorivom L-JETRONIC sistema: 1-rezervoar, 2-elektrina pumpa, 3-

filter, 4-glavna razvodna cijev, 5-regulator pritiska, 6-brizgaljka, 7-brizgaljka hladnog starta

16

5. NEKI KARAKTERISTINI ELEMENTI SISTEMA ZA UBRIZGAVANJE

5.1. Pumpa za napajanje gorivom

Zadatak pumpe za gorivo je da obezbjedi potreban protok goriva pod pritiskom ubrizgavanja

koji je propisan za dati sistem ubrizgavanja. Pumpa ima elektrini pogon. Moe biti postavljena na tri

pozicije:

1) izvan rezervoara,

2) u dovodnom vodu za gorivo izmeu rezervoara i preistaa, ili

3) u samom rezervoaru.

Slika 7. Shematski prikaz pumpe za gorivo: 1-rotor, 2-pumpno kolo, 3-elektromotor, 4-kuite

Na sljedeoj slici je shematski prikazan nain ugradnje potapajue pumpe za napajanje

gorivom (slika 8.):

Slika 8. Shematski prikaz ugradnje potapajue pumpe za napajanje gorivom: 1-preista, 2-pumpa, 3-usisni

vod, 4-regulator pritiska, 5-senzor nivoa, 6. usisna korpa

17

5.2. Brizgaljka sa elektromagnetnom pobudom

Poloaj brizgaljke zavisi od sistema ubrizgavanja. Mogu se postaviti na usisne cijevi

pojedinanih cilindara, najee na samom ulazu u kanale u glavi motora, tako da je mlaz goriva

usmjeren prema peurki usisnog ventila. Brizgai su, sa druge strane, prikljueni na glavni magistralni

vod, odakle se napajaju gorivom. Kod sistema sa direktnim ubrizgavanjem postavljaju se tako da

ubrizgavaju gorivo direktno u cilindre. Shematski prikaz se nalazi na slici 9.

Slika 9. Shematski prikaz brizgaljke sa elektromagnetnom pobudom: 1-zaptivni prsten,2-mreica, 3-tijelo

brizgaa sa elektrinim prikljukom, 4-solenoid, 5-opruga, 6-iglica brizgaa, 7-sjedite iglice

5.3. Mjera protoka vazduha

Mjerenje protoka vazduha je od izuzetnog znaaja za pravilan rad motora. Osnovna dva

naina merenja su zapreminski i maseni.

Primjer zapreminskog mera protoka vazduha

Na slici 10. je prikazan shematski modela zapreminskog mjeraa protoka vazduha. Pod

dejstvom struje vazduha koji protie kroz cijev protokomjera dolazi do zaokretanja merne klapne (2),

emu se suprotstavlja kalibrisana opruga. Ugao zaokretanja klapne proporcionalan je zapreminskom

protoku vazduha i pretvara se u mjerni signal pomou preciznog kliznog reostata. Kompenzaciona

klapna (4), koja je vrsto spojena sa mjernom klapnom, te priguena zapremina (5) slue da prigue

mogue oscilatorno kretanje mjerne klapne, a ono moe nastati kao posljedica nestacionarnosti

procesa usisavanja i povratnih struja.

18

Slika 10. Shematski prikaz zapreminskog mjeraa protoka vazduha: 1-vijak za podeavanje na praznom hodu,

2-klapna protokomjera, 3-graninik, 4-klapna za uravnoteenje, 5-priguna komora, 6- senzor temperature

vazduha

19

6. KARAKTERISTINI KVAROVI I NEISPRAVNOSTI KOD SISTEMA ZA NAPAJANJE OTO

MOTORA GORIVOM I VAZDUHOM

6.1. Kuite leptira

Najee neispravnosti kuita leptira su:

naslage neistoe na leptiru mogu biti toliko velike da kontrola praznog hoda vie nije mogua,

zaprljanje aktuatora praznog hoda moe dovesti do zaglavljivanja ili smanjenja presjeka do te

mjere da se motor gui i gasi.

Navedene neispravnosti su esto prouzrokovane velikom koliinom ulja u usisu.

Uzroci prevelike koliine ulja u usisu mogu biti:

neispravnost oduke kartera (npr. izdvajaa ulja, ventila oduke),

poveano produvavanje zbog pohabanih klipova i cilindara,

neispravnost turbokompresora (npr. pohabani leajevi, zapuen povratni vod za ulje),

prekoraenje intervala odravanja (neredovna zamena ulja i filtera),

upotreba nedovoljno kvalitetnog ulja za datu primjenu,

uestale vonje na kratkim relacijama (posebno u hladnom periodu, kada emulzija ulja i vode

prodire u sistem oduke motora),

previsok nivo ulja u motoru,

pohabane zaptivke stabla ventila ili ventilske voice, omoguavaju prodor ulja u usisne kanale.

6.2. Usisna grana

Greke na usisnoj grani su:

polomljena ili napukla usisna grana,

aktuator ne radi ili daje pogrean signal.

Oteenja usisne grane su uglavnom posljedice tekih oteenja zbog nepravilnog rada oko motora ili

zbog snanih udarnih optereenja.

Pneumatski regulatori pritiska:

Proveriti da li postoji podpritisak, da li se elektrini preklopni ventil aktivira i da li je ispravan.

Elektrini regulatori pritiska:

Proveriti elektrino napajanje i signal sa potenciometra. U oba sluaja takoe treba proveriti da li

postoje naslage u usisnoj grani koje bi mogle izazvati zaglavljivanje.

20

Usisna grana stvara buku:

U tom sluaju se usisna grana mora izgraditi (izvaditi iz sistema) radi detaljnije dijagnostike. Mogui

uzroci su strana tijela, kao to su dijelovi koji su dospjeli u usisnu granu, smaknuti zaptivai (koji se u

nekim uslovima ne mogu uoiti) i crijeva koja nedostaju ili su oteena. Prilikom demontae usisne

grane treba obratiti panju da neki deo ne upadne u motor i izazove oteenje. Savremene

(zalijepljene) usisne grane se ne mogu rastaviti.

Leptiri u usisnoj grani:

Najei uzrok otkaza leptira u usisnoj grani je zaglavljivanje zbog naslaga, posebno u sluaju dizel

motora. Ako se leptir zaglavi, nee moi da bude podeen kako treba ili e vrijeme njegovog

podeavanja biti prekoraeno.

Slika 11. Otkaz leptira u usisnoj grani zbog debelih naslaga neistoa

21

7. ZAKLJUAK

Pogonske i upotrebne karakteristike motora odreuju odnos izlaza i ulaza u motor, tj. nain i

uslov odvijanja procesa u motoru. Ovo znai da se na izlaz iz motora (obrtni moment, ugaona brzina,

izduvni gasovi i slino) moe uticati regulisanjem unutranjih procesa u motoru u svim fazama,

uslovima i reimima rada motora. Na odvijanje unutranjih procesa, a time i na izlaz iz benzinskog

motora utie niz parametara, od kojih su najvaniji sastav i kvalitet smjee goriva i vazduha i sistem za

paljenje. Na sastav i kvalitet smjee utie vie faktora: temperatura i barometarski pritisak vazduha,

temperatura motora, optereenje i ugaona brzina i drugo, a na paljenje optereenje i ugaona

brzina. Da izlaz iz motora ne bi (ili da bi to manje) zavisio od svih uticajnih faktora, neophodno je da

se neprestano, za vrijeme rada motora, izvode intervencije u sistemu za napajanje gorivom i

pripremu smjee i u sistemu za paljenje pri promjeni bilo kojeg od uticajnih faktora. Da bi se to

omoguilo, potrebni su odgovarajui automatski ureaji, a da bi oni mogli da funkcioniu, potrebne

su odgovarajue informacije, njihova obrada i korienje.

U benzinske motore sa klasinim ureajima za pripremu smjee (karburatorima), ve

odavno se ugrauju dodatni ureaji. Meutim, ni najkomplikovaniji karburatori ne obezbeuju

zadovoljavajui sastav i kvalitet smjee u svim fazama u uslovima rada motora, jer prije svega nemaju

potrebne informacije. Zbog toga je dolo do razvoja i primjene veeg broja razliitih sistema za tzv.

elektronsko napajanje gorivom. To se odnosi i na sistem za paljenje koji se, u veini sistema,

upravljaki integrie sa sistemom za napajanje gorivom.





Najpoznatiji sistemi za ubrizgavanje goriva, koji su u isto vrijeme i najbolji, su proizvodi njemake

kompanije Bosch Bo (Bosch sistemi).

U ovom zavrnom radu su opisani sistemi za ubrizgavanje goriva, njihova struktura, uloga i

znaaj. Moe se zakljuiti da je sistem za ubrizgavanje veoma vazan na motornom vozilu jer on

obezbjeuje dolazak goriva do cilindra i od njega zavisi kvalitet smjee goriva i vazduha. to je bolja

smjea, to su bolje vuno-dinamike karakteristike motornog vozila. Kada je sistem za ubrizgavanje u

dobrom stanju i kada dobro obavlja svoj posao, dolazi do utede na gorivu, a glavni nedostatak ovih

sistema je injenica da se prije servisa se ne moe nai greska (ne moe doi do opravke vozila), jer su

svi dijelovi sistema elektronski kontrolisani.

22

8. LITERATURA

Udbenici:

Lenasi J., Ristanovi T. A., Motori i motorna vozila za I, II, III i IV razred saobraajne kole,

Beograd, Zavod za udbenike i nastavna sredstva, 2005.;

orevi S., Motori, Beograd, Kosmos, 1960.;

Lui D., Opravka motora, Beograd, Tehnika knjiga, 1974.;

Jankovi D. i Todorovi. J., Teorija kretanja motornih vozila, Beograd, Mainski fakultet, 1983.;

Lenasi J., Motorna vozila, Beograd, Saobraajni fakultet, 1986.;

Jankovi D., Elementi automatizacije motornih vozila, Beograd, Zavod za udbenike i nastavna

sredstva, 2012.;

Internet izvori:

http://www.ffp-motorsport.com/;

http://www.viva-lancia.com/;

http://www.volkspage.net;

http://en.wikipedia.org/wiki/Exhaust_gas_recirculation.

23

DATUM PREDAJE: _____________

Komisija:

Predsjednik: ________________

lan: ______________________

lan: ______________________

Komentar:

Datum odbrane: _______________ Ocjena:____________( )

sistem za napajanje motora gorivom i vazduhom

Documents