UVOD

Motori sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS) su toplotni motori kod kojih produkti sagorevanja, koji su višeg energetskog potencijala nastalog oslobađanjem toplote, vrše mehanički rad.

Motor SUS u toku rada obavlja četiri procesa: 1. usisavanje2. sabijanje3. sagorevanje4. izduvavanje

Osnovna podela motora SUS je prema vremenu, mestu i načinu vršenja ovih procesa.Dele se na:

Klipne – gde se procesi odvijaju na istom mestu u različito vreme. Mogu biti rotacioni (Vankelov motor) i translatorni (linijski).

Strujne – gde se procesi odvijaju na različitim mestima u isto vrene. To su gasne turbine, mlazni i raketni motori.

Kod automobila, radnih mašina i mehanizacije uopšte, apsolutnu dominaciju u primeni imaju translatorni klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem – klasični klipni motori SUS. Tu spadaju oto- ili benzinski motori i dizel motori. Oni se međusobno razlikuju po termodinamičkom ciklusu po kojem rade, iz čega proizilazi i razlika u vrstama goriva koje koriste.

Dalje podele ovih motora mogu biti prema principu rada (dvotaktni i četvorotaktni), prema načinu hlađenja (vodeno i vazdušno), prema vrsti razvodnog mehanizma…

RAZVODNI MEHANIZAM MOTORA SUS

Radni procesi četvorotaktnih motora u principu se razlikuju kod oto-motora od dizel motora u tome, što se kod oto-motora radna smeša stvara van radnog prostora motora, a kod dizel motora u samom radnom prostoru. Njihovi razvodni mehanizmi su, međutim, indentični i imaju iste elemente za razvođenje smeše kod oto-motora, i posebno goriva, a posebno vazduha – kod dizel motora.

Razvodni mehanizam je podsklop pokretnog dela motora koji služi za razvođenje smeše goriva i vazduha do cilindara motora i odvođenje izduvnih gasova u precizno određenim trenucima – taktovima.

Osnovni elementi ovog podsklopa su:- Zupčanik (lančanik, remenica) bregastog vratila,- dvoredi lanac ili zupčasti kaiš,- bregasto vratilo,- podizač ventila,- klackalica,- usisni i izduvni ventil.

PODELA OTO-MOTORA PREMA VRSTI RAZVODNOG MEHANIZMA

a) Klasični razvodni mehanizam sa bočnim ventilima i bregastim vratilom po strani bloka. Označava se SV od engleskog “stending valve”.

1

b) Razvodni mehanizam sa visećim ventilima u glavi motora. Oznaka mu je OHV od engleskog “over head valve”.

c) Savremeniji sistem razvođenja je tzv. OHC, od engleskog”over head comand”, gde je bregasto vratilo u glavi motora.

d) IOE (inlet over exhaust) razvodni mehanizam je kombinovan sistemima SV i OHV, gde su usisni ventili sistema razvoda OHV, a izduvni sistema SV. Bregasto vratilo je po strani u bloku motora zajedničko za oba sistema.

e) Wankel sistem sa rotacionim klipom i stabilnim nepokretnim cilindrom.f) Sistem rotacionog cilindra sa stojećim nepokretnim klipom.

a) SV – klasični razvodni mehanizam

Klasični razvodni mehanizam sa stojećim ventilima u bloku motora i bregastim vratilom po strani u bloku motora. Konstrukcija SV razvoda je korišćena do tridesetih godina prošlog veka. Ovaj sistem je najjednostavniji, zbog najmanjeg broja delova u sklopu. Zapremina kompresionog prostora je velika (iznad cilindra i iznad ventila), i ne može se konstrukciono smanjiti. Takvi motori su imali veliki hod klipa, dugu klipnjaču i robusnu konstrukciju. Kasnije se koristio samo u kombinaciji sa OHV sistemom (IOE sistem razvoda).

Sl.1. SV razvodni mehanizam Sl.2. OHV razvodni mehanizam Sl.3. OHC razvodni mehanizam

b) OHV – razvodni mehanizam

To je razvodni mehanizam sa visećim ventilima u glavi motora i bregastim vratilom po strani u bloku motora. Ovaj mehanizam je nastao kao rešenje smanjenja kompresionog prostora, radi dobijanja veće snage motora iste zapremine i težine. Najviše opterećeni elementi razvodnog mehanizma su ventili i ventilska sedišta koji su izloženi stalnim naizmeničnim termičkim opterećenjima. U taktu sabijanja, kada se smeša zapali, temperatura u zoni izduvnog ventila se kreće do 800ºC, dok, odmah zatim, u sledećem taktu – usisavanja, temperatura iznosi oko 50ºC. Ove promene može da podnese samo čelik odgovarajućeg kvaliteta za ventile i visoko otporni liv za ventilska sedišta. Isto tako moraju da se poštuju sve fabrički propisane tolerancije između pojedinih elemenata, kao na pr. zazor između ventila i

2

klackalice, između ventila i vođice ventila, kao i pravilno sprezanje zupčanika (lančanika) kolenstog i bregastog vratila.

Od pogonskog zupčanika kolenastog vratila pogon ide preko lanca na zupčanik bregastog vratila smanjenim brojem obrtaja 2:1. Bregovi bregastog vratila podižu naizmenično podizače ventila. Šipke podizača su uložene u podizaču u loptastom ležaju. Na gornjoj strani su u vidu udubljene lopte, u koju naležu zavrtnji za podešavanje zazora svojim loptastim krajem i tako sačinjavaju jedan loptasti zglob. Klackalica se giba oko svoje osovinice. Zazor kod usisnog ventila je manji nego kod izduvnog zato što je izduvni ventil termički više opterećen, pa je i njegovo izduženje pri visokim temperaturama veće nego usisnog ventila. Zazor kod usisnih ventila se kreće od 0,15 do 0,20 mm, dok kod izduvnih ventila od 0,25 do 0,30 mm, i više, u zavisnosti od mase koja je izložena termičkom naprezanju. Gibanjem klackalice na dole, potiskuje se stablo ventila uz savlađivanje dejstva opruge i ventil postepeno otvara usisni ili izduvni kanal, prema tome na koji ventil dejstvuje breg bregastog vratila. Prelaskom brega sa najviše tačke na niže, kanal se postepeno zatvara, do pune zatvorenosti, pod dejstvom opruge ventila.

c) OHC – razvodni mehanizam

Razvodni mehanizam OHC sistema sa visećim ventilima i bregastim vratilom u glavi motora. Koristi se kod brzohodnih motora, zbog svojih pozitivnih osobina. Komanda otvaranja i zatvaranja ventila ide direktno sa brega bregastog vratila na klackalicu. Ovim je omogućeno najbrže i najefikasnije punjenje cilindra smešom, kao i oslobađanje od izduvnih gasova. Snaga motora je povećana kod iste zapremine cilindra u odnosu na OHV sistem. Povećan je i broj obrtaja motora.

Prenos od kolenastog do bregastog vratila može biti pomoću dva para zupčanika ili pomoću Galovog lanca. Pošto je udaljenost bregastog vratila veća nego kod SV i OHV sistema i dužina lanca je velika pa je potrebno lanac održavati u nategnutom stanju. Savremeno rešenje prenosnika pogona je zupčasti remen čije su prednosti : bešuman hod, jednostavna konstrukcija, laka montaža i demontaža, pristupačnost i niska proizvodna cena.

d) IOE – razvodni mehanizam

Ovaj razvodni mehanizam je kombinacija SV i OHV sistema. Usisni ventili su sistema razvoda OHV, dok su izduvni sistema SV, sa bregastim vratilom po strani u bloku motora zajedničkim za oba sistema. Kompresioni prostori su različitog oblika i veličine, ali je hod klipa i dalje veliki, pa su to motori sa manjim brojem obrtaja.

Daljim usavršavanjem i oblikovanjem temena klipa u obliku kupe i postavljanjem oba ventila pod uglom postignut je zadovoljavajuće mali kompresioni prostor (ROVER motori). Izduvni ventil je rešen po OHC sistemu razvoda, a ne SV. Usisni ventil je rešen po OHV sistemu sa klackalicom na bregastom vratilu, kao kod OHC sistema i klackalicom kod ventila, kao kod OHV sistema i šipkom podizača za uzajamnu vezu.

Zasunski razvodni sistem je bio pokušaj da se nađe rešenje pre otkrića visećih ventila. Iako je prednost zasuna u odnosu na ventile u bešumnom radu nije se održao zbog visoke cene i nemogućnosti opravke ( zasuni su mogli samo da se zamene).

Rotacioni zasunski sistem postoji još uvek kod motociklističkih motora. Nema bregastog vratila, već sam zasun svojim otvorima vrši razvođenje.

3

OSNOVNI ELEMENTI RAZVODNOG MEHANIZMA MOTORA SUS

1. Lančanik sa lancemBregasto vratilo pogon dobija od kolenastog vratila preko: zupčanika (ako su bregasto i

kolenasto vratilo dovoljno blizu), lanca i lančanika, ili zupčanika remena sa nazubljenim remenom (ako su udaljeni).

Prečnik zupčanika kolenastog vratila je duplo manji od prečnika gonjenog zupčanika na bregastom vratilu, da bi se ostvario odnis obrtanja 2 :1, što je uslov za rad četvorotaktnog motora.

Sprega između para zupčanika mora da bude tačno određena i ostvaruje se uz pomoć obeleženih tačaka na zupcima. Sinhronizacija kod lanca i lančanika ili nazubljenog remena i zupčanika remena obavlja se tako da oznake na lančanicima (zupčanicima zupčastog remena) budu jedna naspram druge na pravoj koja prolazi kroz ose vratila. Zupčasti lanac je najpouzdaniji, ali najbučniji i najskuplji. Malo se isteže, ali su mu gubici usled trenja znatno veći. Lančanici se izrađuju od čelika bez termičke obrade, ili od sivog liva. Kod zupčastog remena prečnik pogonskog zupčanika remena ne sme biti manji od 60 mm, a remen mora da zahvati 7–8 njegovih zuba. Remen se sastoji od tri sloja platna gde svaki sloj ima svoju funkciju (nosiva vlakna, tkanina otporna na kidanje i površinsko platno dobrih kliznih svojstava). Sva tri sloja su zalivena gumom. Korak remena je, najčešće, kao i kod lanca 9,525 mm (3/8 cola). Remeni zupčanici izrađeni su uglavnom od sinter-metala. Režim njihovog rada je u temperaturnom itervalu od - 40ºC do 120ºC. Od devedesetih godina dvadesetog veka to je najčešće primenjivani pogon bregastog vratila. Kod većih dužina lanca i remena (za prenos pogona na više bregastih osovina) za pravilan rad koristi se veći broj zatezača i umirivača.

2. Bregasto vratiloZadatak bregastog vratila, u sklopu razvodnog mehanizma, je da brzo i efikasno otvori, zadrži

određeno vreme u otvorenom položaju i isto tako zatvori ventile. Visina i oblik brega zavisi od protočne površine prstenastog otvora ventila, kao i od broja obrtaja motora, od čega zavisi protočna brzina radne smeše kroz prstenasti profil. Broj bregova na bregastoj osovini zavisi od broja klipova, broja ventila na jednom klipu i od sistema varijabilnog pomeranja klipova (kod oto motora). Oslanja se na tri i više kliznih ležajeva (u zavisnosti od dužine vratila). Izrađuje se u jednom komadu sa bregovima od čelika za cementiranje, ili tvrdog liva, a može biti sastavljeno od bregova izrađenih od čelika ili sinter-materijala navučenih na šuplje čelično vratilo. Tvrdoća obavezno kaljenih bregova i rukavaca iznosi 60 do 65 HRc. Kvalitet izrade profila brega iznosi 1/1000 mm.

Profil brega može da bude:– Konvencionalni (koristi se sa ravnim podizačem)– Tangencijalni (koristi se u sprezi sa podizačem sa točkićem) i– Konkavni (takođe u sprezi sa podizačem sa točkićem).

Sl.4, Različiti oblici brega kod bregastog vratil

4

3. Podizač ventilaPodizač ventila se pokreće bregastim vratilom za otvaranje ventila, a povratno se potiskuje

oprugom, tako da je uvek u dodiru sa bregom vratila. Podizači su prilagođeni različitim tipovima razvodnih mehanizama.

Šipke podizača na jednoj strani imaju loptasti kraj , a na drugoj poluloptasto udubljenje. Izrađuju se od legura lakih metala.

4. Klackalica Klackalice mogu biti dvokrake ili jednokrake njihave poluge. Služe za podizanje ventila. Dobar

rad razvodnog mehanizma zavisi od pravilno podešenog zazora između stabla ventila i klackalice. U hidrauličnom sistemu razvoda nema nikakvog zazora.

Jednokrake njihave poluge se koriste kod OHC sistema. Na njih bregovi vratila deluju bez posrednika.

5. VentiliVentili propuštaju radnu smešu u cilindar i izduvne gasove iz cilindra i održavaju zaptivenost

radnog prostora u taktovima sabijanja i širenja. Može ih biti dva ili više po jednom cilindru.

Sl. 5. Ventilski mehanizam kamionskih dizel motora Daimler-Benz Sl. 6. Ventilski razvod savremenih motora

5

Usisni ventil izrađen je od čelika legiranog hromom i silicijumom, a izduvni od čelika legiranog niklom i hromom. U radu, temperature usisnog i izduvnog ventila se kreću od 300ºC do 800ºC, pa hlađenje preko sedišta i vođice ili svežom smešom goriva nije dovoljno. U tu svrhu stablo izduvnih ventila se puni natrijumom (da bi se njegovim isparavanjem brže hladila pečurka). Kod trkačkih automobila natrijumom se puni i usisni ventil. Na naležuću površinu pečurke navaruje se prsten od stelita.

Vrh ventila mora da bude kaljen ili od sinter-metala. Vođica ventila se izrađuje od sivog liva, sinter-metala, ili posebne bronze. Kod motora putničkih

automobila zazor ventila u vođici je za usisne 0,04-0,06 mm, a za izduvne 0,05-0,07 mm.Sedište ventila u glavi motora izrađuje se kao poseban prsten utisnut u glavu motora. Ugao

sedišta ventila je 90º (ređe 120º kod izduvnih ventila). Sedište se obrađuje tako da mu je ugao za 1º veći, što obezbeđuje naleganje po spoljnoj strani sedišta. Nalegajuća površina sedišta je 1-2 mm. Izrađuju se od sinter-metala, jer nema olovnih taloga za podmazivanje.

Opruga ventila služi da efikasno privuče pečurku ventila na sedište i na taj način obezbedi zaptivenost radnog prostora motora. Izrađuje se od žice za opruge hladnim namotavanjem. Uglavnom se koriste dve opruge (jedna u drugoj) suprotnih navoja. „Rotocap“ sistem omogućava okretanje ventila za određeni ugao oko svoje ose pri svakom otvaranju i zatvaranju radi ravnomernijeg habanja ventila i sedišta.

Sl. 7. Pogon bregastih vratila lancem, s klizačima za umirivanje hoda i hidrauličkim napinjačima

SISTEM VARIJABILNOG POMERANJA VENTILA

6

Sistem varijabilnog pomeranja ventila – VVT (Variable Valve Timing) je, zajedno sa sistemom direktnog ubrizgavanja, najsvežiji novitet na benzinskim motorima. Ne može se primeniti na dizel motore zbog njihovog ograničenog režima obrtaja. Prvi put ga je primenio Fiat tokom 60-tih i 70-tih godina, a Alfa Romeo pocetkom 1980. na serijskim automobilima. Nissan 300ZX je krajem 1987. godine postao prvi automobil sa elektronski kontrolisanim VVT sistemom.

Osnovni princip rada i sam cilj VVT-a je menjanje tajminga otvaranja/zatvaranja usisnih, ali i izduvnih ventila, gde se motoru omogućava ranije otvaranje usisnih ventila i veća količina vazduha u smeši i nešto kasnije zatvaranje izduvnog ventila što omogućava zadržavanje izduvnih gasova unutar cilindra i u narednim ciklusima obrtaja, što rezultuje samo smanjenom emisijom štetnih gasova kroz izduvni sistem jer ne utiče na stvaranje eksplozije.

Postoje tri osnovna tipa ovog sistema: – Hondin V-TEC,

– Tojotin VVT (danas VVT-i), i – sistemi koji su kombinacija ova dva sistema (VVTL-i).

Funkcionišu na različite načine i imaju različite efekte.

V-TEC sistemPrincip rada ovog sistema se svodi na povećanje efikasnosti rada motora u višem režimu obrtaja.

Sastoji iz velikog broja malih, aktivnih delova i to iznad svakog od cilindara. Povezan je sa glavnim kompjuterom automobila, kao i sa pritiskom sistema distribucije ulja u samom motoru. Modifikovana je i standardna bregasta osovina, koja sadrži tri umesto samo jednog brega koji je zadužen za pomeranje ventila. Tehnologija se zasniva na pravovremenom dodatnom podizanju ventila, (posle 4-5000 obrtaja). Ventil duže ostaje otvoren zbog većeg vremena koje je potrebno da bi on došao u amplitudan položaj i da bi se iz njega vratio nazad. Ovaj sistem se uglavnom primenjuje samo na usisne ventile, koji su i presudni za poboljšanje performansi. Kada motor dostigne odgovarajući broj obrtaja kompjuterski se aktivira mali ventil na svakom od V-TEC jedinica iznad cilindara. Aktivira se sistem koji zaustavlja rad dva do sada aktivna brega sa bregaste. Tako se rad prebacuje na unutrašnji breg, dok spoljašnja dva postaju neaktivna. Naravno, unutrašnji breg je ispupčeniji od spoljašnjih, čime se omogućava dodatno podizanje ventila. Njegova složenost i velika cena koštanja mu ne idu u prilog.

VVT-i sistemOsnovni VVT se svodi na jednostavno pomeranje ciklusa otvaranja ventila, u zavisnosti od broja

obrtaja, ili nekog od drugih faktora (samo se menja tajming otvaranja/zatvaranja ventila). Na kraju bregaste osovine se nalazi ovaj VVT sistem, koji putem nekoliko zupčanika reguliše njenu revoluciju tako da se vreme otvaranja pomera malo napred ili malo unazad. Kako motori sa 16 ventila (neophodni da bi automobil uopšte imao ovakvu tehnologiju) imaju dve bregaste osovine iznad glave motora, aktiviranje VVT-a na jednoj od osovina ne utiče na rad druge i tako stvara varijabilni tajming. VVT se može nalaziti i na drugoj bregastoj, ali ovi sistemi ne rade simultano. Velika prednost VVT-a nad V-TEC-om je jednostavnost. Prvi ima složen sistem iznad svakog od cilindara, a drugi, jedan, eventualno dva sistema koji su postavljeni na bregastoj osovini, čime se odjednom reguliše rad svih cilindara. VVT-i sistemi (-i od “inteligent”) sadrže mnogo više faktora za varijabilno pomeranje ventila. Pored broja obrtaja, to može biti opterećenje motora, brzina u kojoj se transmisija nalazi, da li se kreće uzbrdo ili nizbrdo itd. Odlike su mu štedljivost i fleksibilnost rada. Pokazao se odličnim kada je potrebno smanjiti emisiju štetnih gasova, kao i ograničiti potrošnju benzina.

7

VVTL-i sistemRad ovog sistema se bazira na V-TEC sistemu, ali se ipak ostvaruje na specifičan način. Umesto

tri brega, na bregastoj osovini postoje samo dva, fizicki odvojeni jedan od drugog. Princip pomeranja i eliminisanja jednog od bregova se ostvaruje takođe, putem pritiska sa pumpe za ulje, ali na drugačiji, ništa manje složen način. VVTL-i ima i standardni VVT sistem na krajevima bregaste, što dodatno komplikuje funkcionisanje čitavog motora. Ima sjajne vozne karakteristike i u nižim režimima obrtaja, izuzetnu ekonomičnost i tzv. “lift” pri 6000 obrtaja do 8000 obrtaja konstantno puni gas.

Danas su gotovo svi važniji proizvodjači prihvatili neki od ovih sistema. U svakom slučaju, svi se oni svode na iste ciljeve i slične načine funkcionisanja.

NEGATIVNI ASPEKTI STANDARDNE KONSTRUKCIJE RAZVODNOG MEHANIZMA MOTORA SUS

Preseci izduvnog u usisnog kanala i vreme otvaranja i zatvaranja izduvnog i usisnog ventila biraju se iz uslova dobijanja što je moguće većeg koeficijenta punjenja motora uz utrošak što je moguće manjeg rada. Ventili se podižu i spuštaju sa malim ubrzanjima, tako da je u samom početku površina kroz koju može da struji fluid veoma mala, i protočni profil je nepogodan. Tek kada se ventil više podigne sa svog sedišta povećava se i količina isteklog gasa kao i brzina opadanja pritiska. Izduvni ventil se zatvara po prolasku klipa kroz SMT što omogućava dodatno izlaženje produkata sagorevanja. Usisni ventil počinje da se otvara pri kraju hoda izduvavanja. U tom trenutku je pritisak u cilindru veći od atmosferskog i veći od pritiska u usisnoj cevi. Do prodora produkata sagorevanja u usisnu cev ipak ne dolazi, jer je vreme za koje vlada ovaj nepovoljni odnos pritisaka izuzetno kratko, a izduvni gasovi su usmereni i po inerciji se kreću prema izduvnom ventilu, koji je u tom periodu još otvoren. U nekim režimima može doći do suprotnosmernog strujanja radnog fluida u izduvni kolektor tokom preklapanja ventila, kao i vraćanja jednog dela sveže smeše u usisni kolektor. Vraćanje sveže smeše u usisni kolektor nije toliko negativno s obzirom da ne dolazi do gubitka radne materije, dok je produvavanje, koje se dešava ukoliko sveža smeša dospe u izduvni kolektor, veoma nepogodno, jer se na taj način odvodi deo goriva i smanjuje efikasnost motora, a toksičnost bitno povećava. Ranije otvaranje i kasnije zatvaranje ventila kod konvencionalnog motora je ispravna stvar, ali samo zato što konvencionalna kinematika nameće takvo rešenje razvoda.

Koeficijent punjenjaZadatak sistema za razvod radne materije u motoru je obezbeđivanje visokog stepena punjenja u

što širem opsegu rada. Koeficijent punjenja karakteriše količinsko punjenje cilindra svežom random materijom. On predstavlja odnos količine stvarno usisane radne materije po jednom ciklusu, prema teorijskoj količini koja bi mogla da se smesti u zapreminu cilindra. Motor SUS radi u širokom opsegu obrtaja, i njegov razvodni mehanizam je relativno prost sa aspekta manipulisanja otvorenosti ventila u takvom širokom rasponu rada. Procesi usisavanja i izduvavanja radnog tela su vrlo složene gasnodinamičke pojave pri kojima u zavisnosti od broja obrtaja (brzine klipa) punjenje cilindra neće biti isto za različite režime. Razvodni mehanizam je tako konstruisan da se izduvni i usisni ventili otvaraju i zatvaraju van tačaka UMT i SMT. Ovo je veoma značajan podatak s obzirom na to, da ovakav razvod radne materije odgovara samo jednom režimu rada i taj režim se bira u zavisnosti od najčešće korišćenog u eksploataciji motora. Pritisci izduvavanja i usisavanja u najvećoj meri zavise od strujnih otpora u usisnom odnosno izduvnom vodu, a ovi otpori su srazmerni kvadratu broja obrtaja, što se

8

drastično odražava na promenu koeficijenta punjenja sa porastom broja obrtaja. Postoji samo jedan broj obrtaja pri kome konvencionalni motor ima maksimalni stepen punjenja. Ako se broj obrtaja smanji ispod optimalnog, koeficijent punjenja se pogoršava, jer se jedan deo već usisanog svežeg punjenja istiskuje nazad u usisni vod. Preklapanje ventila u blizini SMT, koje je u oblasti većih brojeva obrtaja korisno, pokazuje se ovde kao nepovoljno. Kako je za konvencionalni motor od interesa održati što veći stepen punjenja u području gde će motor najčešće da radi, momenti otvaranja i zatvaranja ventila podešavaju se upravo za ove režime. Položaj maksimuma otvaranja i zatvaranja ventila se može pomeriti u zonu većih obrtaja ili u zonu manjih obrtaja. Kao zaključak se može izvesti sledeća konstatacija, koeficijent punjenja kod standardnih motora poseduje maksimalne vrednosti na onim obrtajima pri kojima se najviše koristi. Ipak, pored ovog najčešćeg radnog režima, motor veliki deo vremena provede i van te povoljne oblasti rada u kojima, na žalost, ne može da ostvari dovoljno punjenje cilindra.

Pumpni radPored opisanih činjenica postoji još jedan negativan uticaj kada je reč o usisavanju i izduvavanju

radne materije i produkata sagorevanja. Kada klip počne da usisava radnu materiju, usled kretanja od SMT ka UMT, dolazi do pojave depresije u cilindru motora SUS. Ta depresija će biti utoliko veća, ukoliko je poprečni presek kroz koji struji nova sveža smeša manji. Iz tih razloga bilo bi poželjno brzo otvoriti usisni ventil. Brzina otvaranja usisnog ventila realnih motora je uglavnom najveća moguća i ograničena dinamikom kretanja ventila, pa se iz tih razloga ventil i otvara nešto pre SMT. Depresija u cilindru nepovoljno utiče na koristan rad koji se dobija iz radnog ciklusa. Kada klip počne da se kreće od UMT ka SMT (izduvavanje), poprečni presek još uvek nije dovoljno otvoren, pa se stoga javlja povećanje pritiska tokom izduvavanja, što utiče na povećanje pumpnog rada. Generalno gledano, trenuci otvaranja i zatvaranja ventila su parametri koji imaju veliki uticaj na ekonomičnost i energetski nivo rada motora. Razvoj je uglavnom tekao u pravcu smanjenja pumpnog rada i poboljšanja stepena punjenja. Danas postoje koncepti sa 5 ventila po cilindru, dva ventila izduvna, a tri usisna. Ovakav razmeštaj dovodi do povećanja broja "mrtvih" zona prilikom ulaska radne materije. Mrtve zone su oblasti gde se ukrštaju strujni konusi prilikom ulaska sveže smeše u komoru za sagorevanje. Ove oblasti ometaju i limitiraju strujni tok. Sam koncept povećanog broja ventila nije ni jednostavan, ni jeftin za izradu, a i osetljiviji je sa stanovišta eksploatacije i održavanja. Varijabilni sistemi za upravljanje rada ventila takođe nisu jeftini, a ni jednostavni za izradu i održavanje. Oni su danas zastupljeni sa sve većim procentom kod savremenih motora, ali i dalje postoji veliki broj motora srednje snage kod kojih se ovakav sistem ne primenjuje.

Uticaj stepena kompresije na ekonomičnost ciklusaStepen kompresije predstavlja najvažniji faktor koji utiče na parametre motora. Ovaj koeficijent

je od presudnog značaja za ekonomičnost ciklusa, pogotovo Oto ciklusa gde je on i jedini faktor. Stepen kompresije predstavlja odnos ukupne zapremine prema kompresionoj zapremini motora i kreće se u granicama od 8 do 13 u zavisnosti od konstrukcije oto motora. To je razlog zbog koga se kod oto motora uvek težilo povećanju stepena kompresije makar i za male vrednosti. Međutim sa povećanjem stepena kompresije dolazi i do povećanja pritisaka, a time i mehaničkih gubitaka, stoga se svako eventualno povećanje stepena kompresije uvek vrši uz detaljne analize na efektivnu korisnost. Povećanjem stepena kompresije povećava se pritisak i temperatura smeše, što stvara povoljne uslove za efikasno odvijanje procesa sagorevanja. Time se postiže okončanje procesa sagorevanja bliže SMT, što obezbeđuje eventualne uslove za povoljniju potrošnju i veću snagu ukoliko nije došlo do prevelikih mehaničkih

9

gubitaka i gubitaka usled prenosa toplote kroz zidove komore. Stepen kompresije i koeficijent korisnog dejstva su dobro proučeni.

Stepen kompresije samo fiktivno predstavlja konstantnu vrednost. Sa geometrijske tačke gledišta, kod konvencionalnih motora ona jeste konstantna, ali to ne znači da se i radni fluid komprimuje sa istim stepenom kompresije. Usled nemogućnosti savršenog zaptivanja jedan deo materije se gubi tokom sabijanja, usled čega dolazi do razlike između stvarnog i teorijskog stepena kompresije. Stepen gubitaka će varirati i zavisti od brojnih faktora: temperature motora, temperature i pritiska usisanog radnog tela, ugaone brzine i opterećenja motora. Povećanjem stepena kompresije obezbeđuje se viša temperatura sagorevanja, kao i veći stepen ekspanzije produkata sagorevanja, što rezultuje boljim iskorišćenjem oslobođene količine toplote. Kako je stepen kompresije najuticajniji faktor ekonomičnosti radnog ciklusa, njegovim povećanjem mogu se ostvariti najveće uštede goriva, uz istovremeno poboljšanje ostalih voznih karakteristika. Istorija razvoja motora SUS beleži stalan porast stepena kompresije kod standardnih motora. Početkom tridesetih godina aditivi za povećanje otpornosti benzina ka detonatnom sagorevanju, pod nazivom TEL (tetraetil olovo) omogućavali su rapidan rast stepena kompresije. Osamdesetih i devedesetih godina bolja goriva i unapređenje tehnologije izrade komora za sagorevanje omogućili su dalji rast stepena kompresije. Uvođenjem novih tehnologija, poput direktnog ubrizgavanja benzina u cilindre, omogućava se održavanje trenda rasta ovog važnog konstruktivnog parametra i u prvoj deceniji XXI veka. U konvencionalnim motorima, veličina stepena kompresije je fiksna i ograničena osobinama bogate smeše na niskim obrtajima. Pri radu motora na punom opterećenju savremeni oto motori postižu takve specifične potrošnje goriva da se one vrlo malo razlikuju od potrošnje goriva savremenih dizel motora koji se koriste za pogon putničkih vozila. Međutim, problemi nastaju na parcijalnim opterećenjima, gde današnji oto motori ne mogu da konkurišu dizelima. Osnovni uzrok se ogleda u načinu regulisanja opterećenja. Kod oto motora snaga se reguliše prigušivanjem, a to ima za posledicu veliku zavisnost termodinamičkog i indikatorskog stepena korisnosti od opterećenja motora. Stepen kompresije predstavlja konstruktivnu karakteristiku koja je kod klasičnih oto motora nepromenljiva sa radnim režimima. Vrednost stepena kompresije se usvaja iz uslova bezdetonacionog sagorevanja na punom opterećenju, a zavisi od sledećih parametara: konstrukcije komore, primenjenog goriva, opreme motora, vrste hlađenja i sl. Kod klasičnih oto motora termodinamički optimum je prisutan u vrlo uskom polju. Kako je mogućnost nastajanja detonacije uglavnom povezana sa veličinom pritiska na kraju kompresije i količinom zaostalih produkata sagorevanja, stepen kompresije se na delimičnim opterećenjima može znatno povećati iznad vrednosti dozvoljenih za puno opterećenje. Glavna barijera između oto i dizel motora je sadržana u drastičnoj razlici vrednosti stepena kompresije.

10

Sl. 8. Mere za usavršavanje oto – motora

ZAKLJUČAK

Novi svetski standardi o očuvanju okoline, kao i težnja kupaca za što ekonomičnijim automobilom, sa što većom snagom motora i ubrzanjem, nameću potrebu za sve složenijim rešenjima, i približavanju mogućnostima trkačkih automobila. Putnički automobili su pravljeni kompromisno – rad motora im je podešen na optimum performansi, potrošnje i nivoa zagadjenja okoline. Kod trkačkih automobila kompromisa nema, već se sve svodi na što veću snagu motora. Sada se savremene konstrukcije motora prenose sa sportskog na putničko vozilo, naročito u rešenjima razvodnih mehanizama. Možda, na prvi pogled, to ne deluje moguće, ali to samo pokazuje koliko je potencijal Oto-ovog ciklusa zapravo veliki.

11

Literatura:

1) D. Suvajdžić, Motori sa unutrašnjim sagorevanjem za motorna vozila, Privredni Pregled, Beograd, 1972

2) R. Pešić, S. Petković, S. Veinović, Motorna vozila i motori oprema, Banja Luka, Kragujevac 2008

3) http://www.uns.ac.rs/sr/doktorske/jovanDoric/disertacija.pdf4) http://www.speed-industry.com/articles.php?mode=view&type=6&vrsta=6&id=2075) http://www.scribd.com/doc/49708048/3/KONSTRUKCIJE-RAZVODNOG-MEHANIZMA6) http://nikolavujic.weebly.com/uploads/3/4/8/0/3480733/razvodni_mehanizam.pdf

SADRŽAJ:

UVOD------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1RAZVODNI MEHANIZAM MOTORA SUS--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1PODELA OTO-MOTORA PREMA VRSTI RAZVODNOG MEHANIZMA---------------------------------------------------------------------- 1 SV – klasični razvodni mehanizam------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2 OHV – razvodni mehanizam---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 2 OHC – razvodni mehanizam---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3 IOE – razvodni mehanizam----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3

OSNOVNI ELEMENTI RAZVODNOG MEHANIZMA MOTORA SUS--------------------------------------------------------------------------- 4 Lančanik sa lancem------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 4

Bregasto vratilo------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

4 Podizač ventila------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5 Ventili--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------5SISTEM VARIJABILNOG POMERANJA VENTILA------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 V-TEC sistem------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7 VVT-i sistem------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7 VVTL-i sistem------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 7NEGATIVNI ASPEKTI STANDARDNE KONSTRUKCIJE RAZVODNOG MEHANIZMA MOTORA SUS------------------- 8 Koeficijent punjenja----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 Pumpni rad------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9

12

Uticaj stepena kompresije na ekonomičnost ciklusa------------------------------------------------------------------------------------------------- 9ZAKLJUČAK -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11LITERATURA ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------11

13