SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA

ELEKTRONIKA U AUTOMOBILU

TEMA:

Dizel motori i Kapacitivno paljenje

Profesor: Student:

Branisalav Petrović Goran Kovčić 12613 30.3.2011 Niš

1

DI ZEL MOTORI

2

Uopšteno o Dizel motorima

Dizel motori su motori sa unutrašnjim sagorevanjem.Takvi motori su teži i skuplji od benzinskih ali su zato dosta pouzdaniji, ekonomičniji i jeftiniji za održavanje. Kao gorivo koriste naftu ili plinsko ulje.Tvorac ovih motora je Rudolph Disel (1858.-1913.) , prvi Dizel motor je stupio u rad 1893. Godine.

Paljenje

Glavna razlika između dizel i benzin motora je u načinu paljenja smeše goriva i vazduha. U benzinskom motoru varnica koja nastaje na svećici pali smešu dok se kod dizel motora vazduh u cilindru zbog kompresije zagreva na temperaturu više od 500o C. Kada se u vazduh ubrizga gorivo, ono se zbog visoke temperature zapali samo, bez varnice. Dizel mašine mogu imati u cilindrima ugrađene grejače koji pomažu da gorivo ispari kad se pokreće hladan motor. Manje mašine se mogu pokrenuti vrtenjem ručice koja je spojena na radilicu. Veliki dizel motori se pokreću električnim starterom koji okreće zamajac preko zupčanika. Zbog samo zapaljivanja goriva u cilindru, dizel motori su pouzdaniji i sigurniji od benzinskih. Druga prednost je što je dizel gorivo potrbno manje obrađivati nego benzin, pa je i jeftinije ze proizvodnju.

Četvorotaktni motor

Svako kretanje klipa iz jedne u drugu krajnju tačku naziva se takt. Kod četvorotaktnog dizelskog motora klip se u prvom taktu giba na dole niz cilindar, a

3

kroz otvoreni usisni ventil ulazi svež vazduh. U drugom se taktu usisni ventil zatvara,

klip se giba prema gore i kompresuje vazduh iznad sebe, pa se on zagreva. Na kraju drugog takta gorivo se ubrizgava kroz otvore na vrhu cilindra. Zbog toga što je vazduh jako zagrejan od kompresije, gorivo eksplodira i potiskuje klip prema dole. To je treći takt i zove se radni takt. U četvrtom se taktu klip ponovo kreće na dole i istiskuje plinove kroz ispušni ventil na vrhu cilindra. Ispušni ventil se zatvara kad klip dođe do vrha cilindra i ponovo počinje prvi takt. Broj okretanja s kojim radi motor reguliše se količinom goriva koje se ubrizgava u vazduhu u cilindru. Prosečno se klipovi kreću gore-dole u cilindru nekoliko desetine puta u minutu.

4

Dvotaktni motor

Kod dvotaktnih dizel motora nema usisnih i izduvnih ventila. Klip na kraju radnog takta otkriva usisne u izduvne otvore koji je nalaze na donjem delu cilindra. Svež vazduh ulazi u cilindar kroz ulazne otvore i pred sobom potiskuje izduvne plinove iz cilindra kroz izduvne otvore. Klip se zatim kreće na gore i pritom zatvara usisne i izduvne otvore i kompresuje vazduh iznad sebe. Kao i kod četvorotaktnog motora, gorivo se ubrizgava u vruć vazduh kada je klip dostigo najvišu tačku te eksplozija ponovo potiskuje klip prema dole. Druga vrsta dvotaktnih dizel motora ima malo drugačiji metod, vazduh ulazi kroz ulazne otvore na donjem delu cilindra ,a izlazi kroz jedan ili više izduvnih ventila na vrhu cilindra.

Hlađenje

Pri zagrevanju nastaje velika količina toplote. Ako se dozvoli da temperatura motora naraste previše, mašina više nema istu snagu, a pokretni delovi mogu zapeti jedni za druge i tako se oštetiti. Da bi se sprečilo takvo takvo pregrejavanje motora,neophodan je sastav za hlađenje. Vazdušno hlađeni motori imaju rebra pričvršena sa spoljne strane cilindra da bi se povećala površina preko koje se toplina predaje okolnom zraku. Hlađenje se može popraviti ugradnjom ventilatora. Vodom hlađeni motori imaju imaju kanale oko cilindra kroz kojih se pumpa hladna voda. Voda preuzima toplotu, a zatim je u hladnjak predaje vazduhu iznad cilindra, prenego što ponovo prođe kroz kanale. Ako je spolja hladno, topla voda iz motora koristi se za grejanje vazduha u nekim automobilima ili brodovima.

5

Kapacitivno paljenje (CDI)

6

Uvod

U svetu malih motora sitem paljenja se najviše bazira ba kapacitivnom paljenju. Danas dva nova standarda o kontroli zagađenja, CDI sistemi postaju jedan od najefikasnijih izbora. Ovde će biti analizirani ponašanje CDI sistema, opcije koje zadaju danas u novim motorima.

Princip rada CDI

Neophodno je da varnica zapali smešu vazduh/gorivo i sagoreti u komori od strane CDI modula. Ovaj sistem se sastoji od 7 delova. Blok šema sa delovima je data na slici:

7

Izvor napajanja varira između 100V i 400V. Kapacitor između 0.47 i 2µF se koristi prvenstveno da sačuva napajanje od

strane izvora. Tokom druge faze paljenja ciklus kapacitora se prazni kroz uključenja strujnog kola.

Prekidač prenosi sačuvanu energiju u kapacitoru do osnovnog kalema za paljenje. O ovoj funkciji se brine SCR ili triak.

Uloga „Senzora“ je da sinhroniše varničenje sa rotacijom motora. Za male motore senzor detektuje sudar svakog obrtaja motora.

Komora je veoma važan deo sa sledećim pratećim funkcijama: Optimizacija struje gejta SCR za ceo RPM opseg. Filtriranje parazitne kapacitivnosti na znak signala senzora. Za male motore i za sve automobilske sisteme garantuje ispravan olovni

ugao. Kalem za paljenje dovodi napon na svećicu. Vrednost može biti između 5 i 20

kV. Svećica je konačni element u lancu paljenja. Visoka efikasnost motora i

kompletno sagorevanje gasa su povezani sa kvalitetom varnica.

8

Postoje dve topologije za rad CDI sitema

1. Topologija:

Kada je potrbna varnica, struja Ig se ubrizgava u SCR gejt i nastaje paljenje SCR. Paljenje SCR inicira pražnjenje kondenzatora koja generiše alternativne strue. SCR obavlja pražnjenje tokom tokom svih pozitivnih faza a dioda D negativne delove.

Kada je svećici potrebna struja, Ig je siključena do gejta SCR koji tad pravi „požar“ na SCR. Vatra SCR inicira kapacitivno pražnjenje koje generiše alternativnu struju. CSR upravlja tokom cele pozitivne faze strujom pražnjenja dok dioda D aktovima za negativni deo.

9

2. Topologija:

U topologiji na slici iznad, SCR radi dok prvi deo struje kruži, sve dok se napon kapacitora ne promeni. Onda dioda D provodi onoliko koliko je ostalo energije na osnovnom namotaju.

10

Struje kod kapacitivnog paljenja.

Snaga i Energija

Metod CDI stvara veliku tenziju napona koja nastaje paljenjem od strane varnice, tako da se postiže čuvanje električne energije u snabdevanju kondenzatora. Kada je vreme događaja paljenja ograničeno, tiristorski prekidač obavlja i kompetira kondenzator i primarni namotaj kalema kola za paljenje. U to vreme, kondenzator će se isprazniti kroz primarni namotaj. Nagli protok struje u primarnom namotaju izaziva veoma visok napon u sekundarnom delu , dok je deo svećice sekundarni deo kola, ovaj napon impulsa će se rasuti na svećici u vidu varnice.

Sačuvana energija u ( E ) u kondenzatoru je data u vidu:

E=¿ 12CV2

Za primer CDI sistema ćemo uzeti MoteC CDI-1, gde je C=1µF i napon V=450V, tako da je sačuvana energija E=101.25 mJ.

11

Grafik ispod pokazuje karakteristiku pražnjenja CDI sistema. Za razliku od Induktivnog paljenja CDI sitemi imaju relativno visoku struju ali su i varnice u trajanju oko jedne desetine sekunde. CDI sistemi ne proizvode veliku fazu. Isporučena energija je oko 37 mJ, skoro dupla u odnosu na induktivni sistem paljenja.

Karakteristika napona i struje.

Karakteristika snage i isporučene energije.

12

Zaključak

CDI sistemi se koriste isključivo za male motore. Oni su takođe našli primenu i u trkačkim kolima za upravljanja kompjutera. U budućnosti bi mogli poslužiti kao novi standardi anti-zagađenja.

Literatura

SGH-THOMSON MICROELECTRONICS; A. Bremond, P. Merceron Dizel Motori – Wikipedija Investigation of a Railplug Ignition System for Lean-Burn Large-Bore Natural

Gas Engines, Matthew J. Hall

13