predavanje 1

Motori i motorna vozilasa

izabranim poglavljima iz izabranim poglavljima iz odravanja

Izvodi iz nastave

Ventilacija kuita motora (zatvoren sistem)Produkti sagorevanja, koji se sastoje od potpunog sagorevanja (ugljen-dioksid i

voda, odnosno vodena para) i nepotpunog sagorevanja (estice, ugljen-monoksid i ugljovodonici) prodiru iz prostora za sagorevanje u kuite motora (produvavanje) i kroz zaptivae ventilskih stabala (tokom izduvavanja) u kuite bregaste osovine/vratila ili klackalice.

Vrlo sitne kapljice ulja stvaraju se u kuitu motora (najvie) i kuitu bregaste osovine/klackalice (manje), za vreme rada motora. Kapljice ulja najee su veliine (0.5-2.0) m. Veliina kapljica se smanjuje sa porastom temperature ulja (raste kin.en. pokretljivost molekula ulja), a temperatura ulja raste sa porastom optereenja motora. Viskoznost ulja takoe opada pa su sile smicanja ulja manje, ulje se lake kida po zapremini.

Kapljice ulja stvaraju pokretni delovi motora (klip, klipnaja, radilica, bregasta Kapljice ulja stvaraju pokretni delovi motora (klip, klipnaja, radilica, bregasta osovina, podizai ventila)Najvie kapljica stvara se na zidovima cilindra koji se podmazuju, gde je sudar klipa i klipnih prstenova na najveoj povrini u zahvatu sa uljem. Kapljice ulja nastale u kuitu bregaste osovine odlaze u kuite motora kroz vodove za vraanje ulja dovedenog za podmazivanje mehanizma bregaste osovine.

Kapljice ulja nastaju i kondenzacijom uljnih para nastalih direktnim uticajem toplote izduvnih gasova na ulje u kuitu i posle hlaenja glave klipa uljem i hlaenja toplih delova motora.

Produkti sagorevanja vode se na usis u cilindre motora, to je zakonska norma, jer su produkti sagorevanja toksini. Ventilacija kuita je tako zatvoren sistem. Sa izduvnim gasovima vode se na usis i kapljice ulja iz kuita motora.

Ventilacija kuita motora (zatvoren sistem)Ulje iz zatvorenog sistema ventilacije kuita motora treba odstraniti jer

vraanjem na usis ono stvara naslage: Na ventilima (peurkama) (koksovano ulje, vai i za prirodan usis i za

turbopunjenje) U katalitikim konvertorima (posle sagorevanja) U turbokompresorima (naslage pepela od neorganskih aditiva dodatih

ulju) U meuhladnjacima turbokompresora U meuhladnjacima turbokompresoraNapomena: Ne moe se zaobii kompresor i meuhladnjak (pritisci).Odstranjivanjem ulja iz povratnog voda i vraanjem u kuite motora

smanjuje se i ukupna potronja ulja motora.Posle odstranjivanja ulja (separacija) iz oduka, u usisni kolektor se vraaju

samo gasovi iz kuita motora.

Na neizdvojeno ulje, vraeno u zatvorenom sistemu na usis motora, posebno su osetljivi turbopunjai dizel motora (VTG) i turbopunjai oto motora sa direktnim ubrizgavanjem benzina. Naslage ulja na rotoru i kuitu remete sliku struje kroz turbopunja i poveavaju masu rotora (time turbo-rupu).

Ventilacija kuita motora (zatvoren sistem)Funkcionalna ema*

Ventilacija kuita motora - instalacija(zatvoren sistem)

Sistem za ventilaciju kuita motora ine

Izdvaja ulja (separator) Lavirintni

Promenom pravca strujanja lavirintnim pregradama, kroz koje tee gas iz kuita, velike koliine ulja i velike kapljice ulja (1-2) m izdvajaju se (inercijalno izdvajanje). Ovi izdvajai ne zahtevaju ienje.

CiklonskiVihorno kretanje gasa za kapljice veliine 1.5 m (inercijalno izdvajanje). Ne zahtevaju Vihorno kretanje gasa za kapljice veliine 1.5 m (inercijalno izdvajanje). Ne zahtevaju ienje. Efikasnost preiavanja je vrlo zavisna od brzine motora, sa kojom raste.

Sintetika vlakna (fiber)Difuziono kretanje gasa kroz pore, ija veliina odreuje i veliinu kapljica 1 m koje se izdvajaju. Skloni zapuavanju esticama. Zahtevaju ienje.

CentrifugalniRotirajuim elementima sa nezavisnim pogonom ostvaruju se centrifugalne sile kojima se izdvajaju estice. Poseban pogon elemenata eliminie zavisnost od razlike pritiska izmeu pritiska u kuitu, gde je pritisak vei i pritiska u usisnom sistemu, gde je pritisak manji, potrebne za protok gasa (trokovi). Daju najbolje rezultate.

ElektriniElektrode koje naelektriu estice ulja, a zatim se koristi magnetno polje naelektrisanih estica za njihovo izdvajanje. Napon naelektrisanja 5-15 kV. Nedostatak, talozi na elektrodama.


Sistem za ventilaciju kuita motora ine Ureaj za spreavanje prodora povratnog plamena iz usisnog

kolektora u kuite motora (back fire)Povratnom plamenu su skloni oto motori pri neregularnom upaljenju smee pre zatvaranja usisnog ventila. Plamen odlazi u usisini kolektor, a odatle ima otvoren put ka kuitu motora kroz sistem za ventilaciju kuita.Ne sme se dopustiti da se plamen prenese kroz sistem za ventilaciju kuita u samo kuite motora, jer je smea gasova u kuitu motora eksplozivna. Ne sme se dopustiti da se plamen prenese kroz sistem za ventilaciju kuita u samo kuite motora, jer je smea gasova u kuitu motora eksplozivna. Eksplozivni deo smee ine uljne pare i smea goriva i vazduha, koja prodre u kuite tokom svakog takta sabijanja zbog nepotpunog zaptivanja cilindra motora. Uvek postoji neki sistem i/ili ureaj koji spreava prodor povratnog plamena u kuite motora. (Postoje i neprimerene konstrukcije, pletena ica, koja se moe zapuiti, inercijalni ventili, koji se mogu zalediti).

Prikljuci i crevaipka za merenje nivoa ulja u kuitu motora mora da ostvari dobro

zaptivanje, u protivnom radi kao oduak kuita motora direktno povezan sa atmosferom u prostoru gde je motor smeten.


Ventil upravljan podpritiskom (PCV)Ventil sa usmerenim protokom (Positive Crankcase Ventilation, PCV).Sastoji se od prigunice sa zatvaraem.Veliinu priguenja odreuje podpritisak, odnosno razlika pritisaka u kuitu motora i usisnom kolektoru sa jedne strane, a sa druge opruga prigunice.Kod oto motora:Najvea razlika pritisaka izmeu kuita motora i usisnog kolektora je kad je leptir-klapna motora zatvorena, a podpritisak u usinom vodu maksimalan.Tada je broj obrtaja minimalan, optereenje motora minimalno i produvavanje u je leptir-klapna motora zatvorena, a podpritisak u usinom vodu maksimalan.Tada je broj obrtaja minimalan, optereenje motora minimalno i produvavanje u kuite minimalno. Ventil e biti zatvoren. (Nema oduke na praznom hodu jer ugroava stabilnost rada motora).Najmanja razlika pritisaka izmeu kuita motora i usisnog kolektora je kad je leptir-klapna motora potpuno otvorena, a pdopritisak u usisnomvodu najmanji.Tada je, optereenje motora maksimalno, pa je i produvavanje u kuite maksimalno. Ventil e biti otvoren. Najvee produvavanje je pri najmanjem broju obrtaja na punom optereenju.Primarni uticaj na razliku pritisaka izmeu pritiska u usisnom vodu i pritiska u kuitu ima pritisak u usisnom vodu, ije su promene znatne, dok je u kuitu motora nadpritisak mali, neto vei od atmosferskog.Nekontrolisano sagorevanje u usisnom kolektoru (back fire) naglo poveava pritisak sa strane suprotne pozitivnoj ventilaciji i zatvara PCV ventil. Time se spreava prodor plamena iz usisnog voda ka kuitu i upaljenje smee gasova u kuitu motora, to moe izazvati eksploziju.

Ventilacija kuita motora PCV ventil*

Podpritisak u usisnom sistemu (desno) i nadpritisak u kuitu motora (levo**) Prazah hod,

zatvorena klapna, maksimalan podpritisak

Krstarenje, Krstarenje, poluotvorena klapna, srednji podpritisak

Ubrzanje, potpuno otvorena klapna, minimalan podpritisak u usisnom kolektoru----------------------------------

Sagorevanje u usisnom kolektoru, (back fire) nagli porast pritiska u usisnom kolektoru:Razlika pritisaka okree smer struje ka kuitu motora

Ventilacija kuita motora PCV ventil

Preiavanje estica iz izduvnih gasova dizel motora

Proces preiavanja estica iz izduvnih gasova kod dizel motora odvija se u dve faze: Uklanjanje estica

estice ugljenika se iz izduva uklanjaju filterom (DPF, Diesel Particulate Filter)Preista (filter) je sastavljen od keramike reetke sa puno paralelnih kanala debljine zida kanala (300-400)m, (0.30.4)mm. Susedne elije su zatvorene na krajevima alternativno na ulazu i na izlazu gasa iz filtera (u vidu ah polja). Sistem zatvorenih krajeva primorava gas izduva da se kree (difuzija) kroz zidove reetke, u ijim porama se estice zadravaju.Postoje i reetke od metala u koje se ubacuje prah sinterovanih metala i rade na istom principu kao i keramiki filteri. Prah obrazuje vrlo male pore u kojima se estice zadravaju.Osim difuzijom kroz pore, estice se delom izdvajaju i taloenjem na zidovima reetki. Osim difuzijom kroz pore, estice se delom izdvajaju i taloenjem na zidovima reetki. Kada se umesto kvadratnog poprenog preseka kanala reetke primeni osmougaoni, poveava se popreni presek kanala, a time poveava i kapacitet filtera.Efikasnost preiavanja estica je 95%.

Sagorevanje esticaPreista za estice je akumulatorskog tipa. Sa nagomilavanjem estica u porama, pore se smanjuju, ime raste efikasnost preiavanja estica, pa sa vremenom filter zadrava estice sve manje veliine.Meutim, protoni preseci kroz reetku se smanjuju, a protok kroz fillter stvara vee otpore struji izduvnih gasova. Pritisak u izduvnom sistemu raste, sa njim i pumpni rad izduvavanja. Smanjuje se snaga motora i pogoravaju performanse vozila.Zato se povremeno filter za estice mora osloboditi nagomilanih estica.

Proces oslobaanja filtera od estica vri se sagorevanjem estica i naziva se regeneracija filtera.

ema protoka kroz reetku DPF, izgled reetke i izgled preistaa u preseku

Preiavanje estica iz izduvnih gasova dizel motoraSagorevanje estica ugljenika regeneracija preistaa filtera za esticeestice ugljenika C sagorevaju na temperturi od oko 600 stepeni u neotrovan CO2. U

normalnom radu dizel motora putnikih vozila ovakve temperature izduvnih gasova su vrlo retke jer su vezane za najvea optereenja motora. Zato se kod regeneracije primenjuje sledee:

Sniava se temperatura sagorevanja estica aditivima u gorivu Poviava se temperatura izduvnih gasova sekundarnim ubrizgavanjem goriva,

ranim i kasnim (rano sekundarno ubrizgavanje sagoreva estice u cilindru motora, kasno u preistau)kasno u preistau)

Period akumulacije estica u filteru je 300-800km, u proseku oko 500 km.Vreme trajanja sagorevanja estica je (10-15) min. Za vreme regeneracije, da bi bila

potpuna, ne treba prekidati vonju i treba voziti sa to veim optereenjem motora (nedostatak regeneracije u vonji).Trenutak kad treba poeti sa regeneracijom utvruje ECU na osnovu pada pritiska

kroz filter razlike pritisaka na ulazu i izlazu iz filtera.Iz razlike pritisaka se izraunava zapreminski protok izduvnih gasova i na osnovu toga otpori strujanju, na koje se troi energija motora pri izduvavanju. Pri tom se koristi model za izraunavanje koliine estica u filteru.

Kada je filter ist, otpori struje su mali, sa malim otpotima je i razlika pritisaka na ulasku i izlasku iz filtera mala.

Preiavanje estica iz izduvnih gasova dizel motoraKontrolne veliine: Temperatura u fileru i koliina kiseonika u izduvuZa sagorevanje oksidaciju estica ugljenika slui kiseonik.Pad temperature u filteru odreuje kraj regeneracije, jer se smanjuje dovoenje

toplote sagorevanjem estica, ija je koliina u filteru smanjena. (Meri se temperatura izduvnih gasova).

Lambda sonda se ukljuuje u kontrolu regeneracije: Menja se koliina recirkulisnih izduvnih gasova u odnosu na nominalnu.

Koliina recirkulisanih izduvnih gasova se smanjuje da bi se podigla Koliina recirkulisanih izduvnih gasova se smanjuje da bi se podigla temperatura izduvnih gasova i dodao kiseonik za sagorevanje estica.

Kontrolie se sadraj kiseonika tokom sagorevanja estica. Kada u izduvu poraste koliina kiseonika, u odnosu na potreban viak vazduha, to se registruje lambda sondom, znai da se sagorevanje smanjilo, odnosno da je redukcija zavrena.

Sinter-filteri sa metalnom reetkom bolje provode toplotu po prostoru filtera nego filteri sa keramikom reetkom, jer je keramika izolator toplote. Zato sinter-filteri imaju bru regeneraciju od filtera sa keramikim reetkama.

Performanse motora za vreme regeneracije moraju da budu ouvane, regeneracija ne sme da utie na bezbednost umanjenjem performansi vozila.

Programska regeneracija i ienje DPF (cleaning)

Regeneracija filtera za estice radom motora u mestuVri se posebnim ureajem nezavisno od motornog raunara (obino dijagnostiki ureaj skener) koji se prikljui na OBD prikljuak i posebnim programom za rad motora. Ureaj upravlja radom motora (vozilo stoji u mestu) aktivirajui kasno sekundarno ubrizgavanje u trajanju od nekoliko minuta. Time raste temperatura izduvnih gasova koji sagorevaju u izduvnom sistemu.Pre programske regeneracije potrebno je proveriti da li u posudi ima potrebnog aditiva (skup) koji se koristi pri regeneraciji za sniavanje temperature sagorevanja estica. Posuda je zapremine oko 2.5 l, to je dovoljno za vie regeneracija u duem vremenskom periodu.

Program kontrolie smanjenje pada pritiska kroz DPF sa vremenom. Ako je vreme Program kontrolie smanjenje pada pritiska kroz DPF sa vremenom. Ako je vreme regeneracije predugo, sa nedovoljno efekta smanjenja razlike pritisaka na ulazu i izlazu u filter, operacija se prekida, filter ostaje neregenerisan.

ienje filtera za estice (cleaning) se radi kada regeneracijom filtera vie nije mogue smanjiti pad pritiska kroz filter. Tada je filter zapuen talozima od aditiva koji se nalaze u ulju i talozima aditiva koji se nalaze u gorivu, nastalih pri sagorevanju u motoru u duem vremenskom periodu.ienje filtera se vri u posebnim ureajima, u koje se stavlja filter skinut sa vozila.ienje filtera se vri 0-2 puta za vreme veka trajanja vozila.Filter koji se ne moe oistiti zamenjuje se novim.

Motor sa zapuenim filterom za estice ne razvija nominalne performanse (gubi snagu) zbog ega ne treba odlagati regeneraciju i/ili ienje/zamenu filtera za estice.

Snabdevanje gorivom kod ubrizgavanja benzinaubrizgavanja benzina

Instalacije niskog i visokog pritiska

Zadatak sistema za snabdevanje gorivomIndirektno ubrizgavanje (u usisni sistem) Snabdevanje brizgaljki

Instalacija (niskog) pritiska (1-5;

Instalacija niskog pritiska za snabdevanje gorivom

Ubrizgavanje u usisini vod

Instalacija niskog pritiska za snabdevanje gorivom (ubrizgavanje u usisini vod)

Povratni sistemiProtok i pritisak goriva koje se ubrizgavanja daje elektrina pumpa za gorivo.Koliina isporuenog goriva odgovara maksimalnom protoku i pritisku pumpe.Kapacitet protoka pumpe je uvek vei od najveih potreba motora. Put goriva:Pumpa za gorivo uzima gorivo iz rezervoara i kroz preista za gorivo potiskuje ga kroz vod pod pritiskom viim od pritiska ubrizgavanja u akumulator zajednike magistrale(fuel rail, fuel distributer).Vod za snabdevanje gorivom je povezan sa jednim krajem akumulatora.Brizgaljke dobijaju gorivo iz akumulatora, zajedniki nose akumulator, a postavljene su na usisne cevi (multipoint) u koje ubrizgavaju gorivo.Mehaniki regulator pritiska sa ventilom i povratnim vodom za gorivo je postavljen na usisne cevi (multipoint) u koje ubrizgavaju gorivo.Mehaniki regulator pritiska sa ventilom i povratnim vodom za gorivo je postavljen na drugom kraju akumulatora.Regulator odrava pritisak ubrizgavanja u zavisnosti od pritiska u usisnom kolektoru, odnosno u zavisnosti od optereenja motora.Brizgaljke niskog pritiska se projektuju za ubrizgavanje pri jednoj nominalnoj vrednosti pritiska okoline u koju ubrizgavaju gorivo. Zato kod sistema sa niskim pritiskom (

Instalacija niskog pritiska za snabdevanje gorivom, ema povratnog sistema*


Nepovratni sistemiRazlika u odnosu na povratne sisteme je u tome to je regulator pritiska sa ventilom postavljen odmah iza pumpe za gorivo, ako je pumpa u rezervoaru, ili je postavljen u neposrednoj blizini rezervoara, ako pumpa nije u rezervoaru.Viak goriva se vraa u rezervoar ne odlazei u akumulator.Grejanje goriva je bitno smanjeno, ali regulator nije vie na akumulatoru za gorivo na usisnom kolektoru i ne vri vie funkciju odravanja za gorivo na usisnom kolektoru i ne vri vie funkciju odravanja pritiska ubrizgavanja goriva na osnovu pritiska u usisnom kolektoru. Duinu impulsa ubrizgavanja koliinu ubrizganog goriva pri promeni pritiska u usisnom kolektoru sada kalkulie u ECU.Pumpa za gorivo i dalje radi punim kapacitetom pa ovakav sistem ipak nije pravi nepovratan sistem, negi povratni, sa kratkim povratnim vodom, koji zaobilazi akumulator za gorivo.Ipak, ovakvi nepovratni sistemi, kad su se pojavili, potisnuli su prave povratne sisteme.

Koliina isporuenog goriva odgovara maksimalnom protoku i pritisku pumpe.Izbegnuto je grejanje goriva od motora, ali je sistem i dalje neekonomian s obzirom na angaovanu snagu za maksimalan protok i pritisak pumpe.

Instalacija niskog pritiska za snabdevanje gorivom, ema nepovratnog sistema*


Sistemi upravljani prema zahtevu za gorivom prema potronji goriva i pritisku ubrizgavanjaKoliina isporuenog goriva i pritisak goriva usklaeni su sa potronjom goriva i nainom rada motora, odnosno sa protokom i pritiskom ubrizgavanja.Radom elektrine pumpe za gorivo upravlja ECU, regulacijom napona preko digitalnog modula. Kontrola i upravljanje pritiskom ubrizgavanja goriva je u zatvorenoj petlji, preko davaa pritiska za gorivo pod niskim pritiskom, ime zatvorenoj petlji, preko davaa pritiska za gorivo pod niskim pritiskom, ime je funkcija mehanikog regulatora pritiska zamenjena. Sistemu je dodat ventil za rastereenje od poveanog pritiska za vreme prevelike brzine motora (overrun cutoff) i kod iskljuenja motora (topla pumpa die pritisak).Prednosti:

Manje energije za pogon pumpe i manje dimenzije pumpe, jer nema vika koliine i pritiska goriva vea ekonominost motora

Nema vraanja ugrejanog goriva u rezervoar (smanjena emisija para goriva) Regulacija pritiska u irokom opsegu (turbo i vru start) Tana regulacija koliine ubrizganog goriva jer ECU rauna sa merenom

vrednou pritiska goriva preko davaa niskog pritiska. Unapredjene mogunosti dijagnostike zbog davaa pritiska goriva.

Instalacija niskog pritiska za snabdevanje gorivom, ema sistema za isporuku goriva

prema zahtevu*

predavanje 1

Documents