23.Regulatoare electronice de tensiune.Regulator cu A.O. (fig.4.5).Regulator cu A.D.(fig.4.6) 24. Convertoare CC/CC. Convertor12 Vcc/9Vcc.(fig.4.7, 4.8).Convertor cc/ca(fig.4.9). 25. Sisteme electronice de aprindere prin scnteie a amestecului carburant.Dispozitive cu tranzistoare.(fig4.11). 26. Sisteme electronice de aprindere prin scnteie a amestecului carburant.Dispozitive cu tiristoare.(fig. 4.14). 27. Aprinderea electronic integral.(fig.4.16). 28. Temporizator electronic pentru faruri.(fig.4.21).Dispozitive pentru deconectarea/reconectarea automat a fazei mari (fig.4.22) 29. Dispozitive pentru comanda luminilor de poziie. (fig.4.23, fig.4.24). 30. Temporizatoare electronice pentru plafonier. (fig.4.27, fig.4.28, fig.4.29) 31. Dispozitive pentru comanda semnalizatoarelor de direcie i de avarie. (fig.4.34, fig.4.35). 32. Turometru simplu, cu punte redresoare (fig.4.36), Turometru tranzistorizat cu traductor inductiv (fig.4.38), Turometru cu cuplaj inductiv (fig.4.39). 33.Nivelmetru pentru carburant cu semnalizare optic la atingerea nivelului minim admisibil (fig.4.41), Termometru pentru uleiul din motor )fig4.42). 34. Indicatoare electronice de bord (fig.4.44, fig. 4.45, fig.4.46). 35.Indicatoare de sigurane electrice defecte (fig.4.47), Indicator centralizat pentru luminile de poziie i stop (fig.4.49). 36. Indicator cu tiristor pentru luminile de stop (fig.4.50), Indicator de apariie a condiiilor de polei (fig.4.52). 37. Indicatoare acustice (fig.4.53, fig.4.54). 38. Avertizoare optice (fig.4.55, fig.4.56, fig.4.57). 39. Semnalizator de nivel minim al lichidului de frn (fig. 4.58), Semnalizator de nivel minim al lichidului de rcire (fig.4.59), Semnalizator de nivel minim al lichidului pentru splarea parbrizului (fig.4.60). 40. Controlul modern al sistemului de aprindere (fig. 5.9, fig. 5.10). 41.Injecia MAS (fig.5.13). 42. Msurarea unor parametri fundamentali.Captorul de turaie i poziie, Captorul de presiune absolut, Senzorul de detonaii. 43. Calculatorul de bord. Reglarea mbogirii. 44. Sisteme de control pentru MAC (fig.5.34). 45. Sistemul ABS (fig.5.40). 46.Sistemul de control al vitezei de deplasare cu servomecanism electric servoasistat pneumatic (fig.5.42), Sistemul de control al vitezei cu mecanism cu reductor planetar i acionare cu motor electric (fig.5.43). 47. Controlul transmisiei. Sistemul servotronic (fig.5.44), Comanda electronic a cutiilor de viteze (fig.5.47). 48. Reglarea adaptiv a farurilor. (fig.5.48).

1

Regulatoare electronice de tensiune 4.2.2.1. Regulatoare pentru tensiunea de 12 V Regulator cu amplificator operaional Circuitul din fig4.5 asigur meninerea unei tensiuni de 14,1 V la bornele bateriei de acumulatoare (garantnd o ncrcare optim a acesteia, att vara ct i iarna) prin reglarea curentului din nfurarea de excitaie a alternatorului. Elementul de baz al schemei este aplificatorul operaional A.O. conectat ntr-un circuit comparator-inversor.

Fig.4.5. Regulator electronic pentru tensiune de 12 V cu amplificator operaional Pe intrarea neinversoare a A.O.se aplic o tensiune de referin stabilizat (6,2 V), iar pe intrarea sa inversoare o fraciune din tensiunea de alimentare (14,1 V), reprezentnd mrimea reglat. n funcie de valoarea acestei fraciuni (prereglabil n anumite limite din poteniometrul P), fa de 6,2 V, la ieirea A.O. se obine o tensiune nul sau pozitiv care comand tranzistorul T1, prin intermediul rezistenei de limitare R3. Tranzistoarele T1-T2 n conexiunea Darlington, controleaz curentul (de pn la 5 A) al nfurrii de excitaie a alternatorului. Dioda D protejeaz tranzistorului T2 contra supratensiunilor ce pot apare prin autoinducie n aceast nfurare. Termistorul Th compenseaz variaia cu temperatura a performanelor amplificatorului operaional. Rezistena R4 stabilizeaz curentul de emitor al T1 la variaia temperaturii. Condensatoarele C1-C2, filtreaz tensiunea de alimentare a regulatorului astfel nct ondulaiile acesteia s nu depeasc 2 mV vrf-vrf. Tranzistorul T2 i dioda D se vor monta pe cte un radiator din tabl de aluminiu. Regulator cu amplificator diferenial Un circuit similar celui precedent este cel din fig.4.6 n care rolul amplificatorului operaional este preluat de amplificatorul diferenial T1- T2. Pe baza tranzistorului T, se aplic o tensiune de referin stabilizat (de aproximativ 7 V) - obinut cu dioda Zener DZ i diodele D1-D2 (avnd rolul de-a stabiliza suplimentar aceast tensiune la variaia temperaturii).

Fig.4.6. Regulator electronic pentru tensiune de 12 V cu amplificator diferenial 2

Pe baza tranzistorului T2 se aplic o fraciune din tensiunea de alimentare a regulatorului prereglabil cu ajutorul poteniometrului P. Variaia acestei fraciuni n jurul valorii de 7 V (la care T1 i T2 funcioneaz echilibrat) determin i modificarea curentului de colector al T1 implicit a curentului de baza al T2. Tranzistoarele T3 i T4 amplificatoare de curent continuu - controleaz curentul nfurrii de excitaie a alternatorului. Condensatoarele C1 i C2 filtreaz tensiunea de alimentare. Prereglajul regulatorului se poate efectua alimentndu-1 de la o surs de tensiune continu (reglabil pn la 15 V), conectnd n locul nfurrii de excitaie o rezisten de putere (25-50 ) n serie cu un ampermetru i reglnd poteniometrul P astfel nct la o tensiune de alimentare de 14 V curentul de excitaie s se ntrerup iar la o tensiune de alimentare de 13,5 V, curentul de excitaie s fie maxim. Tranzistorul T4 necesit un radiator din tabl de aluminiu. Convertor 12 V c.c./9V c.c. Pentru alimentarea n automobil a unor aparate electronice portabile (radioreceptoare, casetofoane, etc.) din sistemul de alimentare al autovehiculului, este necesar un convertor c.c./c.c. care s transforme tensiunea continu de 12 V ntr-una din tensiunile continue de alimentare uzuale ale unor astfel de aparate: 9V, 7,5V sau 6V.

Fig.4.7. Convertor de tensiune 12V c.c./9Vc.c. (sau 12V c.c./7,5Vc.c. sau 12V c.c./6Vc.c.) varianta I-a Pentru c aceste valori ale tensiunii de ieire sunt mai mici dect tensiunea de la intrare, convertorul poate avea schema din fig.4.7 care este un stabilizator clasic de tensiune cu element de reglaj serie (tranzistorul T) i surs de tensiune de referin (dioda Zener DZ) . Tensiunea furnizat consumatorilor suplimentari va fi stabilizat n cazul existenei unei fluctuaii ale tensiunii la bordul automobilului. n funcie de tensiunea i curentul maxim necesar la ieire, se aleg corespunztor rezistena R i dioda Zener DZ. Convertor 12 Vc.c./9 Vc.c. Circuitul din fig.4.8 permite alimentarea la o tensiune continu de 9 V - obinut din tensiunea continu de 12 V existent la bordul automobilelor a unor consumatori suplimentari. Schema reprezint un stabilizator clasic de tensiune continu cu element de reglaj-serie (TJ) i amplificator de eroare (T2 i T3). Poteniometrul P permite reglarea tensiunii de ieire n jurul valorii de 9 V. Pentru consumatorii uzuali (curent < 0,5 A), tranzistorul T1 nu necesit radiator. Factorul relativ de stabilizare Fr obinut cu acest circuit este foarte bun.

3

Fig.4.8. Convertor de tensiune 12V c.c./9Vc.c. varianta a II-a Convertor 12 Vc.c./220 V-50 Hz cu puterea de 30 W Convertorul c.c./c.a. prezentat n fig.4.9 genereaz o tensiune alternativ de 220 V la 50 Hz (la o putere maxim de 30 W), fiind alimentat de la tensiunea continu de 12 V. Circuitul integrat CI1 funcioneaz ca multivibrator astabil producnd o tensiune cvasidreptunghiular ce se aplic circuitului integrat CI2 (n tehnologie C-MOS) - mai precis, unuia din cele 2 circuite basculante bistabile tip D coninute - avnd rolul de formator de impulsuri. Ieirile n antifaz ale acestui circuit comand 2 perechi de tranzistoare n conexiune Darlington formnd un amplificator de putere n contratimp. Transformatorul TR are: n primar - dou nfurri de cte 9V (din srm CuEm, cu diametrul de 0,45 mm), iar n secundar - o nfurare de 220 V (din srm CuEm, cu diametrul de 0,25 mm). Numrul spirelor fiecrei nfurri este detorminat de miezul disponibil, astfel nct s se respecte raportul de transformare n tensiune indicat.

Fig.4.9. Convertor de tensiune 12 V c.c./220 V 50 Hz cu puterea de 30W

. Sisteme electronice de aprindere prin scnteie a amestecului carburant 4.2.3.1. Generaliti Motoarele cu aprindere prin scnteie (MAS) - utilizate de marea majoritate a autovehiculelor i datoreaz buna lor funcionare, pe toat durata de via, i unui reglaj corect al aprinderii prin care: - scnteia trebuie s se aplice amestecului carburant, la momentul optim al cursei pistonului (pentru a se realiza un maxim de compresie n cilindru); - scnteia trebuie s aib o anumit energie (pentru a declana o ardere complet a amestecului carburant). n momentul pornirii motorului, printr-un dispozitiv mecanic corespunztor, turaia acestuia se transmite unui ax pe care este fixat o cam, care n rotirea ei, deplaseaz prghia contactului mobil al ruptorului (fa de cellalt contact care rmne fix); n momentul cnd cele dou contacte -se nchid, 4

prin circuitul primar al bobinei de inducie va circula un curent iar n miezul bobinei va apare un flux magnetic. Rotirea camei continund, contacte1e se deschid i curentul prin circuitul primar se ntrerupe. Variaia brusc a fluxului magnetic provocat de aceast ntrerupere, induce n secundarul bobinei de inducie o tensiune nalt, transmis prin intermediul distribuitorului succesiv, fiecrei bujii care produce scnteia, i prin aceasta, aprinderea amestecului carburant. Astfel se obine energia necesar deplasrii pistoanelor din fiecare cilindru. Dei simpl n concepie (bazndu-se pe principii clasice de electromecanic) funcionarea incorect a sistemului de aprindere conduce nu numai la o risip de carburant i la o pornire necorespunztoare, dar poate determina i o nclzire puternic a blocului motor provocnd o uzur prematur a acestuia. Testarea periodic a sistemului de aprindere cu o aparatur adecvat, implic nu numai la o economie important n bugetul conductorului auto, dar garanteaz i o funcionare sigur a automobilului. 4.2.3.2. Dispozitive cu tranzistoare (,,aprindere cu contact) n soluia adoptrii a aprinderii electronice cu tranzistor, s-a pornit de la sistemul clasic mecanic de aprindere, ajungndu-se prin analogie la schema principial din fig.4.11. Aa cum rezult din figur, tranzistorul preia funcia ruptorului situat n primarul bobinei de inducie (ruptorul continund s rmn utilizat pentru comanda unor cureni mai redui). Pentru, ndeplinirea funciei de ,,ntreruptor (nchis/deschis), tranzistorul trebuie s fie comandat, funcie asigurat de ruptorul deja existent n sistemul de aprindere (comandat la rndul su, de axul cu came al motorului). Tranzistorul T are numai rolul prelurii funciei de ,,putere (nchiznd circuitul din nfurarea primar, prin care circul un curent de ordinul amperilor). Cnd contactul ruptorului este nchis, baza tranzistorului este astfel polarizat (prin R1), nct acesta se deschide, conducnd curentul din nfurarea primara a bobinei. La deschiderea contactului ruptorului, nemai fiind polarizat pe baz, tranzistorul se va bloca, astfe1 nct prin circuitul primar al bobinei de inducie nu va mai circula curent. Tranzistorul devine astfel echivalent cu un ntreruptor conectat n serie n circuitul bobinei.

Fig.4.11. Schema de principiu a unui dispozitiv de aprindere electronic echipat cu un tranzistor, avnd ruptorul sub tensiune n fig.4.11: 1 baterie de acumulatoare, 2- contact de aprindere, 3 rezistene adiionale; 4contact de pornire, 5 bobin de inducie, L1 nfurarea primar, L2 nfurarea secundar; 6 circuit electronic, R1, R2 divizor de tensiune, T tranzistor, 7 contact de comand, 8 distribuitor, 9 bujii.

Dispozitive cu tiristoare (,,aprinderea prin descrcare capacitiv) 5

Preluarea funciei de ,,rupere a curentului n circuitul primar (din sistemul clasic de aprindere) de ctre tranzistor, a adus unele avantaje. Au rmas ns dou mari probleme de rezolvat: - frontul impulsului de ,,aprindere nu este suficient de abrupt, datorit acestui fapt energia cmpului magnetic dispare relativ lent; - tensiunea din primarul bobinei de inducie este relativ mic (egal cu tensiunea bateriei de acumulatoare, de ex. 12 V). Tensiunea nalt aplicat bujiei continu s rmn n limitele 10 000 ... 15 000 V. Sistemul de aprindere cu descrcare capacitiv, vine s amelioreze aceste neajunsuri. Un convertor c.c./c.c. echipat cu tranzistoarele T1, T2 (fig.4.14), ridic tensiunea de 12 V, la aproximativ 400 ... 600 V, tensiune ce este utilizat pentru ncrcarea unui condensator (C2) cu o constant de timp independent de turaia motorului.

Fig.4.14. Dispozitiv de aprindere electronic cu tiristor i descrcare capacitiv Cu fiecare deschidere a contactului, prin tranzistorul de comand T3, tiristorul intr n stare de conducie, producnd descrcarea energiei acumulate de condensatorul C, n circuitul nfurrii primare a bobinei de inducie. Bobina comportndu-se ca un transformator ridictor de tensiune, transmite ntreaga energie, scnteii de aprindere. Pentru acest dispozitiv tensiunea nalt este de 38 kV, la o turaie a motorului de 50 rot/min, pentru o tensiune a bateriei de acumulatoare de 12,5V. Chiar pe durata funcionrii demarorului, timp n care tensiunea bateriei de acumulatoare scade la 8,5 V, nalta tensiune continu s fie de 26kV. Durata impulsului de tensiune aplicat nfurrii primare a bobinei de inducie este n funcie de turaia motorului, variind astfel: 0,6 ms n timpul demarajului (tensiunea bateriei de 8,5 V), 0,4 ms ntre 500 - 4000 rot/min (tensiunea bateriei 12 ... 14 V) i ajunge la 0,2 ms la 6000 rot/min (tensiunea bateriei de 14,5 V). Aprinderea electronic integral Att timp ct nu se punea problema economiei de benzin productorii motoarelor de automobile au cutat s obin puteri ct mai mari, fr a lua n seam randamentul. Astzi ns problema randamentului obinut (raportul putere dezvoltat/ consum de carburant) st att n atenia proiectanilor de noi echipamente pentru dotarea automobilelor ct i a numeroilor utilizatori de autoturisme i alte autovehicule. Electronica intervine cu bune rezultate n cele dou elemente determinante: avansul i concentraia amestecului carburant pentru, obinerea n orice condiii de trafic rutier a unui randament optim. Sistemul ce va fi descris n continuare, aprindere electronic integral prezint o concepie nou n aprinderea electronic, fiind destinat motoarelor cu 4 cilindri. Dispozitivul este complet separat de partea mecanic a motorului i conine un microcalculator electronic specializat pentru comanda avansului i a energiei scnteii bujiilor n funcie de condiiile reale (permanent variabile) 6

de rulare a automobilului. Datorit faptului c se controleaz att momentul de aprindere ct i durata de declanare a scnteii acest microcalculator specializat este cunoscut i sub numele de calculator cu energie controlat. Este interzis deconectarea uneia dintre bornele bateriei de acumulatoare pe timpul funcionrii motorului ntruct o asemenea aciune ar putea conduce la defectarea microcalculatorului electronic specializat i, n consecin, la nefuncionarea sistemului de aprindere. nainte de a trece la descrierea funcional a ansamblului, se menioneaz cteva date tehnice recomandate de productor: . - temperatura mediului ambiant: -30 ... +80C; - tensiunea de alimentare: 6 ... 12 V - pentru alimentare permanent 24 V - pentru maxim 60 secunde; - polaritatea tensiunii de alimentare: minus la asiu (nu este admis inversarea polaritii acestei tensiuni); - vrfurile de tensiune introduse de microcalculator n reeaua de alimentare cu energie electric a autovehiculului: maximum 0,6 V vrf-vrf. Dispozitivul este lipsit de sistem mecanic pentru reglarea avansului, nu conine ruptor i nici distribuitor. Se apas numai pedala de acceleraie. Pentru optimizarea funcionrii s-a acionat asupra urmtoarelor elemente: - volumul de aer admis, necesar unui ciclu; - cantitatea de benzin utilizat n acest ciclu; - unghiul de avans al aprinderii. S-a mai inut cont de turaia motorului i de temperatura acestuia. De asemenea s-a mai luat n consideraie diagrama de avans optim, n funcie de turaie i sarcin. Principiul de funcionare a unei aprinderi electronice integrale se prezint n fig.4.16.

Fig.4.16. Structura unui sistem de aprindere electronic integral (AEI)

Temporizator electronic pentru faruri 7

Dispozitivul din fig.4.21 menine aprinse, noaptea, dou sau mai multe faruri, timp de pn la 10 minute dup prsirea autoturismului (motorul fiind oprit), pentru a permite conductorului auto, de ex. s se orienteze n ntuneric i a evita descrcarea prea accentuat a bateriei de acumulatoare. El poate fi utilizat i pentru deconectarea altor consumatori (de ex. plafoniere, lumini de poziie, etc.) cu o aceeai temporizare. Fr tensiune, condensatorul C este complet descrcat (prin R1 i D1). La nchiderea circuitului de alimentare - cu butonul de declanare I - condensatorul C se ncarc prin rezistenele R2,R4 i R5 cu polaritatea indicat. Cderea de tensiune la bornele R2 determin, pe durata ncrcrii conducia tranzistorului T1 i n consecin - i a tranzistoruIui T2 ceea ce produce nchiderea contactelor (normal deschise) ale releului - ceea ce permite eliberarea butonului ntreruptorului I i alimentarea farurilor. Condensatorul C se descarc progresiv (exponenial), curentul su de indicare reducndu-se treptat pn la o valoare insuficient meninerii lui T1 n conducie (prin tensiunea aprut pe R2). n acest moment, blocarea lui T1 implic i blocarea lui T2 - ca i deschiderea contactelor releului REL. (deci stingerea farurilor).

Fig.4.21. Temporizator electronic pentru faruri Dioda D2 protejeaz tranzistorul T2, atunci cnd releul nu mai este acionat, mpotriva curenilor de autoinducie datorai bobinei releului. Rezistenele R2 R4 reprezint o conexiune tip ,,bootstrapcreat n scopul mririi impedanei de intrare n T1 i obinerii astfel a unei valori relativ mari a duratei de ncercare a condensatorului (10 minute - cu C la valoarea indicat). Pentru temporizri mai reduse se va schimba valoarea, condensatorului C. 4.2.6.2. Dispozitive pentru deconectarea/reconectarea automat a fazei mari Reglementrile circulaiei rutiere prevd comutarea obligatorie noaptea, a farurilor de pe faza mare pe faza mic atunc cnd din sens contrar un alt automobil se apropie 1a mai puin de 200 m (pentru, a evita orbirea conductorului acestuia). Dispozitivul din fig.4.22 realizeaz automat deconectarea fazei mari i reconectarea acesteia dup trecerea autovehiculului venind din sens opus (meninnd evident, n funciune faza mic). La nevoie, dispozitivul poate fi scos complet din circuit, deconectndu-se alimentarea (cu ntreruptorul I). Fototranzistorul FT - plasat adecvat - sesizeaz lumina farurilor automobilului care vine din sens opus i comand borna 15 a circuitului integrat U 1011 astfel: - n absena iluminrii, FT este blocat i poate fi echivalent cu un ntreruptor deschis; - n prezena fluxului luminos, FT este saturat i poate fi echivalat, cu un ntreruptor nchis. n acest ultim caz releul este pus sub tensiune i deschide contactul normal nchis al fazei mari a farurilor determinnd stingerea acestora (cu o durat a temporizrii de ordinul a 4-5 secunde - pentru valorile indicate ale R3, C3, R5). Dup acest interval, faza mare se reaprinde automat (dac lumina incident pe FT a disprut) sau se reia un nou ciclu de 4 ... 5 secunde - n caz contrar. 8

Fig.4.22. Dispozitiv cu circuitul integrat U 1011, pentru conectarea/reconectarea automat a fazei mari Sensibilitatea fototranzistorului se regleaz cu rezistena semireglabil P1 (montat n apropierea FT pentru a evita culegerea unor tensiuni electrice parazite n acest circuit).

Dispozitive pentru comanda luminilor de poziie 4.2.7.1. Dispozitiv cu fotorezisten, amplificator operaional i releu Traductorul de lumin (elementul fotosensibil) poate fi o celul fotoelectric Cd-S (cu sulfur de cadmiu) - cunoscut i sub numele de ,,fotorezisten a crei rezisten electric RF scade atunci cnd intensitatea iluminrii (din mediul ambiant) crete (fig.4.23.a). Nivelele de iluminare la care se produc cele dou comutari (conectare/ deconectare) trebuie s fie suficient de distanate, pentru a permite o funcionare stabil i corect a dispozitivului. Astfel s-au stabilit experimental urmtoarele valori ideale ale acestor nivele de comutare: 130 70 lx pentru conectarea luminilor de poziie i 120 ... 200 lx - peutru deconectarea acestora.

Fig.4.23. Dispozitiv cu fotorezisten, amplificator operaional i releu, pentru conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie: a) Caracteristica rezisten-iluminare a unei fotorezistene; b) Caracteristica de transfer a circuitului trigger Schmitt; c) Schema de principiu a dispozitivului

9

Circuitul electronic avnd proprietatea de a bascula la nivele diferite ale tensiunii de comand (n funcie de sensul de variaie a acesteia) se numete trigger Schmitt. El poate fi realizat att cu componente electronice discrete ct i cu circuite integrate. Caracteristica de transfer a triggerului Schmitt este reprezentat n fig.4.23.b. Se observ c basculrile tensiunii de ieire Vie (din valoarea maxim Vmax n cea minim Vmin sau invers) se produc la valori diferite ale tensiunii de intrare (de comand) Vintr: la Vijos - pentru scderea Vintr i la Visus - pentru creterea Vintr (diferena Visus - Vijos se numete ,,histerezis). " O asemenea caracteristic de transfer cu histerezis prezint - ntre alte circuite comparatorul cu histerezis realizat cu amplificator operaional AO (fig.4.23.c). Ieirea acestuia comanda tranzistorul T i releul REL care va conecta/deconecta luminile de poziie i funcie de nivelele de tensiune furnizate de AO. Dioda D protejeaz tranzistorul T - suprimnd supratensiunile generate prin autoinducie de bobina releului la scderea brusc a curentului de colector. Dioda Zener DZ - mpreun cu R7 - stabilizeaz tensiunea de alimentare a AO (8,2 V) atunci cnd tensiunea de alimentare a dispozitivului variaz n limitele 9,5-14 V. Divizorul de tensiune R 4, P2 i R3 determin tensiunea de referin VREF aplicat AO (reglabil, cu componentele indicate pe schem ntre 3,4 ... 6,9 V), iar divizorul de tensiune R1, P1 i R2 formeaz reeaua de reacie pozitiv a comparatorului. Prin reglarea P1 i P2 se stabilesc diferite nivele de iluminare -corespunztoare valorilor Vijos i Visus - la care se produc basculrile (n funcie de domeniul de variaie a rezistenei RF specific fotorezistenei FR). Circuitul R10, C3, R6 realizeaz o constant de timp de cca 3 secunde suficient pentru ca dispozitivul s nu rspund imediat la variaii de scurt durat ale iluminrii mediului ambiant (de ex. datorit farurilor unui alt automobil). n funcie de coeficientul de temperatur al fotorezistenei utilizate, valorile pragurilor de basculare variaz ntructva n funcie de anotimp; pentru unele tipuri fiind posibil compensarea termic (cu termistor). 4.2.7.2. Dispozitiv cu fotorezisten i tranzistoare Elementul fotosensibil al acestui dispozitiv este fotorezistena (,,LDR sau ,,celula Cd-S) - a crei rezisten crete atunci cnd intensitatea iluminrii naturale - din mediul ambiant - scade.

Fig.4.24. Dispozitiv cu fotorezisten i tranzistoare pentru conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie Sensibilitatea circuitului se poate regla cu rezistena semireglabil P la valori mai mari de 20 lx. Componentele R1 - C formeaz o celul integratoare care evit funcionarea dispozitivului n cazul unor impulsuri luminoase artificiale de scurt durat (de ex. provenind de la nite faruri). Tranzistoarele T1 i T2 formeaz un circuit basculant de tip ,,trigger Schmitt controlat de tensiunea de pe condensatorul C. El va bascula la dou nivele - diferite i prestabilite - de iluminare (corespunztoare lsrii ntunericului i ivirii zorilor) - dup o caracteristic de transfer cu histerezis, specific comandnd, prin intermediul tranzistorului T3 conectarea, respectiv deconectarea becurilor corespunztoare luminilor de poziie. 4.2.7.3. Dispozitiv cu fotorezisten, tranzistoare i releu 10

i acest dispozitiv (fig.4.25) realizeaz conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie n funcie de intensitatea luminii mediului ambiant dar, datorit introducerii releului se pot comanda becuri mai puternice.

Fig.4.25. Dispozitiv cu fotorezisten, tranzistoare i releu pentru conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie Elementul fotosensibil este fotorezistena FR avnd o rezisten la ntuneric de valoare mare. Poteniometrul P1 permite reglarea sensibilitii circuitului (pragul de conectare/deconectare). Acest dispozitiv nu conine un trigger Schmitt, deci nu are o caracteristic de transfer cu histerezis. De menionat c, datorit celulei integratoare R2C1 dispozitivul nu reacioneaz dect la variaii lente ale nivelului de iluminare (deci la lumina natural), astfel nct - eventualele variaii de scurt durat (de ex. datorit luminii artificiale - a unor faruri) nu au nici un efect. Tranzistoarele T1 i T2 n conexiune Darlington - realizeaz amplificarea de curent necesar pentru a putea comanda releul REL. 4.2.7.4. Dispozitiv cu fototranzistor, tranzistoare i releu Conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie este realizat n cazul dispozitivului din fig.4.26 cu ajutorul fototranzistorului FT. La iluminare, curentul prin acesta are o valoare relativ mare (limitat de R1) i va determina conducia lui T1 deci blocarea lui T2 i a lui T3, releul REL meninnd becurile B1.B4 neconectate. La lsarea ntunericului, curentul fototranzistorului scade mult ceea ce determin blocarea lui T1, deci conducia lui T2 i T3. Astfel este ascionat releul REL care nchiznd contactul becurilor B1.B4 determin aprinderea acestora. FT se monteaz astfel nct s se evite comanda dispozitivului datorit luminii artificiale. Circuitul nu permite reglarea sensibilitii sale, deci pragul de conectare/deconectare a luminilor de poziie.

Fig.4.26. Dispozitiv cu fotorezisten, tranzistoare i releu pentru conectarea/deconectarea automat a luminilor de poziie (variant) Temporizator electronic pentru plafonier 11

Dispozitivul din fig.4.27 evit ntreruperea brusc a iluminatului interior la nchiderea uneia din uile autoturismului, permind conductorului anto s efectueze, noaptea n condiii optime - pe durata a cca. 20 s ct timp iluminatul se reduce progresiv - demararea: deconectarea sistemului antifurt, identificarea cheii de contact i utilizarea ei, ataarea centurilor de siguran, etc. La deschiderea uneia din ui, prin nchiderea unuia din contactele I1 sau I2 condensatorul C presupus iniial ncrcat - se descarc cvasiinstantaneu prin contactul nchis respectiv i dioda D. Becul B este sub tensiune. La nchiderea uii respective, prin deschiderea contactului corespunzor se aplic tensiunea de +12 V ntregului circuit. ntruct C este iniial descrcat, tranzistoarele T1 i T2 (n conexiune Darlington) vor conduce meninnd becul B sub tensiune. Concomitent, C se ncarc prin R 1 cu polaritatea indicat, astfel nct baza lui T1 se pozitiveaz treptat, reducnd, pn la blocare conducia tranzistoarelor i deci intensitatea 1uminoas a becului B.

Fig.4.27. Temporizator electronic pentru reducerea progresiv a intensitii luminii plafonierei n cazul unor becuri necesitnd un curent mai mare de 0,5 A se va monta T2 pe un radiator din aluminiu.

Dispozitive pentru comanda semnalizatoarelor de direcie i/sau de 12

avarie Releu de timp electronic - cu tranzistoare

O variant simpl i eficace a unui astfel de releu este prezentat n fig.4.30. Tranzistoarele T1 i T3 formeaz un circuit basculant astabil (multivibrator) producnd o tensiune cvasidreptunghiular a crei perioad este determinat de componentele C i R4 (cu valorile din schem se obtin cca 90 cicluri/minut). Aceast tensiune comand - prin intermediul amplificatorului T2 - becurile BD (sau BS) i n funcie de poziia comutatorului K.

Fig.4.30.Releu de timp electronic, cu tranzistoare pentru semnalizatoarele de direcie Tranzistorul T2 necesit un radiator din tabl de aluminiu cu o suprafa total de min 200 cm2. Comutatorul tripoziional K este comutatorul de semnalizare a direciei de mers existent n echipamentul electric al automobilului. De asemenea becurile BD (dreapta - n fa i spate), BS (stnga - n fa i spate) i BI (pe tabloul de bord) fac parte din instalaia deja existent. Acest circuit nu permite comanda simultan a dou becuri de 21 W (fa i spate) pe aceeai parte. Releu de timp electronic - cu tiristoare Acest dispozitiv poate controla becuri de putere relativ mare, (2x 25 W - pe fiecare parte). Funcional el este un circuit basculant asbabil (,,multivibrator) asimetrizat prin rezistena R1 care iniializeaz funcionarea (fig.4.31). Presupunnd c la conectarea tensiunii de alimentare (cu ntreruptorul I1) toate condensatoarele sunt descrcate, imediat dup conectare, condensatorul C1 se ncarc i pozitiveaz poarta tiristorului Th1 introducndu-l n conducie. Becul B1 se aprinde i tensiunea de la bornele sale determin ncrcarea condensatorului C2 - prin rezistena sczut (la rece) a becului B2 - la tensiunea + 12 V. De asemenea, condensatorul C3 se va ncrca i el rapid prin D4, R6 i becul B2 - pn la aceeai tensiune. Condensatorul C4 se ncarc i el prin R3 (deci mai lent, datorit valorii acesteia) pn la o tensiune de cca 3 V ce determin conducia lui Th2 (prin intermediul D2 i T2).

Fig.4.31. Releu de timp electronic, cu tiristoare pentru semnalizatoarele de direcie 13

Creterea brusc a potenialului catodului lui Th2 determin un salt brusc de tensiune (de cca. 12 V) pe armtura din dreapta a C2 i, ntruct acesta era deja ncrcat cu o tensiune de cca. 12 V avnd polaritatea din fig.4.31 rezult c se aplic tiristorului Th1 o tensiune invers de cca. 24 V care determin blocarea acestui tiristor. n consecin becul B1 se stinge, iar becul B2 se aprinde. Dup stingerea B1, C4 se descarc prin D3 i R5 iar C3 se ncarc prin R4 (catodul Th1 fiind conectat la mas prin rezistena mic a filamentului rece al B1). De ndat ce C3 se ncarc pn la cca 3 V, tiristorul Th 1 se amorseaz din nou i procesul descris mai sus se reia. Frecvena de basculare se poate regla cu R3 i R4 (la valoarea indicat de 3,3 k obinndu-se o frecven de circa 80 cicluri/minut). Variaia tensiunii de alimentare ntre 11 ... 14 V modific frecvena cu cel mult 3%, iar dependena de temperatur a frecvenei este compensat aproape complet cu ajutorul coeficienilor de temperatur pozitivi ai condensatoarelor electrolitice. 4.2.9. Dispozitive pentru comanda semnalizatoarelor de avarie 4.2.9.1. Releu de timp electronic - cu tiristoare Aprinderea intermitent, simultan, a tuturor celor patru semnalizatoare de direcie constituie un semnal de avarie - avertiznd pe ceilali participani la traficul rutier asupra pericolului potenial reprezentat de un autoturism cu o defeciune tehnic important. Releul termic uzual - utilizat pentru comanda a dou cte dou semnalizatoare de direcie este n mod normal, apt s le comande i pe toate patru, simultan (printr-o coneetare adecvat), dar cu o alt caden mai rapid.

Fig.4.32. Releu electronic de timp cu tiristoare pentru semnalizatoarele de avarie Aceeai funcionalitate- dar mai fiabil i avnd o caden reglabil (ntre 60-120 cicluri/minut cu poteniometrul P) o poate realiza i releul de timp electronic din fig.4.32. Oscilatorul de relaxare cu TUJ (T1) aplic pe porile tiristoarelor impulsuri a cror frecven de repetiie depinde de valorile C1, P i R1. Un prim impuls va amorsa tiristorul Th2 aprinznd becul echivalent B. Condensatoarele C3-C4 se ncarc cu polaritate pozitiv pe anodul tiristorului Thl i negativ pe anodul tiristorului Th2. n consecin, un al doilea impuls dat de TUJ va amorsa tiristorul Thl ceea ce determin stingerea lui Th2 (deci i a becului), descrcarea complet a condensatoarelor C3-C4 i rencrcarea lor, cu o polaritate opus. La al treilea impuls, ciclul descris mai sus se repet att timp ct este aplicat tensiunea de alimentare prin intermediul ntreruptorului I.

4.2.9.2. Releu de timp electronic - cu tranzistoare 14

Aceast variant a releului de timp electronic - dar realizat cu tranzistoare, deci mai ieftin permite obinerea unei cadene de acionare precise i constante (60 de cicluri/minut) imposibil de obinut cu releele termice bimetalice - la care cadena depinde att de sarcin (deci de numrul i puterea becurilor din semnalizatoare) ct i de tensiunea bateriei de acumulatoare. Schema din fig.4.33 reprezint un circuit basculant astabil (multivibrator) clasic, la care tranzistoarele T1 i T2 lucreaz pe rnd alternativ n conducie i blocare - dac se aplic tensiunea de alimentare (cu ntreruptorul I). Presupunnd c la momentul iniial T2 este blocat (datorit polarizrii negative a bazei sale prin intermediul condensatorului Cl), iar T1 - n conducie (deci prezentnd practic un scurtcircuit ntre colectorul i emitorul su), condensatorul Cl se descarc (prin R2 direct la mas) inversndu-i polaritatea tensiunii la bornele sale. Potenialul bazei lui T2 crete astfel dup o lege exponenial ctre valoarea tensiunii de alimentare; la anumit valoare a acestuia, T2 intr n conducie determinnd scderea tensiunii colector-emitor a T2 la o valoare aproape nula.

Fig.4.33. Releu de timp electronic, cu tranzistoare pentru semnalizatoarele de avarie Prin intermediul condensatorului C2, aceast scdere rapid se transmite integral pe baza tranzistorului T1 care, astfel, se blocheaz. Condensatorul C2 acioneaz acum similar condensatorului C1, determinnd revenirea n starea presupus iniial (T2 blocat, T1 - n conducie) i ciclul descris mai sus se reia att timp ct este conectat tensiunea de alimentare. n colectoarele tranzistoarelor apar tensiuni n antifaz avnd forma cvasidreptunghiular, frecvena de 1 Hz i amplitudinea aproximativ egal cu 12 V. Tensiunea din colectorul lui T2 comand nfurarea de lucru a releului care nchide/deschide contactele becurilor de semnalizare. Becul indicator B este facultativ i servete la indicarea funcionrii dispozitivului pe panoul de bord. Dispozitivul se poate instala n paralel pe circuitele existente ale semnalizatoarelor de direcie, fr modificarea funcionrii acestora (datorit contactelor separate ale releului).

4.2.10. Dispozitive pentru comanda semnalizatoarelor de direcie i avarie 15

4.2.10.1. Releu de timp electronic cu tranzistoare n aceast schem (fig.4.34), tranzistoarele T1- T2 formeaz un circuit basculant astabil furniznd o tensiune cvasidreptunghiular cu frecvena de circa 1 Hz i amplitudinea aproximativ egal cu tensiunea de alimentare. Aceast tensiune se aplic tranzistoarelor amplificatoare de curent T3 i T4 lucrnd n comutaie - pentru a putea comanda becurile semnalizatoarelor i, n continuare, tranzistorului T5 - care, tot n comutaie, controleaz becul indicator de pe panoul de bord (care se aprinde n contratimp cu semnalizatoarele). Diodele D1, D2 permit comanda simultan/separat a grupurilor de becuri B1-B2 (dreapta, faspate) i B3-B4 (stnga, fa-spate). Comutatoarele K1, K2 sunt cele existente n instalaia electric a automobilului. Tranzistoarele T1 i T2 necesit un radiator din tabl de aluminiu cu grosimea 0,5 ... 1 mm. Acest dispozitiv nu permite utilizarea unor becuri semnalizatoare de 21 W.

Fig.4.34. Releu de timp electronic, cu tranzistoare pentru semnalizatoarele de direcie/avarie 4.2.10.2. Releu de timp electronic cu circuitul integrat tip TBA 315 N Circuitul electronic din fig.4.35 constituie una din primele aplicaii ale circuitelor integrate n industria automobilelor. El permite nlocuirea releului termic clasic (cu bimetal) mai simplu i mai puin fiabil i avnd temporizarea variabil n limite relativ largi (n funcie de temperatur i sarcin) - cu un temporizator integrat de putere eliminnd acesee neajunsuri.

Fig.4.35. Releu de timp electronic cu circuitul integrat TBA 315N n schema de mai sus: - dioda Zener i condensatorul C3 protejeaz circuitul integrat contra eventualelor supratensiuni i tensiuni parazite ce pot apare n sistemul de alimentare; 16

- grupul C1-R1 determin frecvena de oscilaie fosc (= frecvena de conectare/deconectare a semnalizatoarelor) conform relaiei:fosc = 0,8 R1 C1

(4.2)

Cu valorile din shem se obine fosc= 1,43 Hz. - condensatorul C2 deparaziteaz oscilatorul din circuitul integrat asigurndu-i o funcionare sigur i constant. Temporizatorul de putere TBA 315 N asigur aprindere/stingerea cu frecvena de 1,4 Hz a becurilor semnalizatoare B1 i B2 respectiv B3-B4, n funcie de poziia comutatorului K (DREAPTA, respectiv STNGA). Becul B6 indic pe panoul de bord, conducatorului auto, aceast funcionare. ntreruptoruI I2 permite conectarea/deconectarea automat - tot cu frecvena de 1,4 Hz - a tuturor celor patru semnalizatoare, realiznd semnalizarea n regim de AVARIE (indicat, pe panoul de bord, de becul B5). n cazul arderii unuia din cele dou becuri situate pe aceeai parte (fa sau spate), pe poziia respectiv a comutatorului K1 dispozitivul va funciona cu o frecven aproximativ dubl. Dac se ard concomitent ambele becuri de pe o parte, dispozitivul nu va mai funciona deloc, n ambele cazuri, modificarea funcionrii poate fi uor sesizat prin intermediul becului indicator B6 de pe panoul de bord. . Turometru simplu, cu punte redresoare Dispozitivul simplu, fr tranzistoare din fig.4.36 poate fi utilizat fie la tensiunea de alimentare de 6 V, fie la cea de 12 V.

Fig.4.36. Turometru simplu cu punte redresoare Deviaia acului indicator al instrumentului I este proporional cu numrul de acionri pe secund (frecvena de lucru) a contactului ruptorului, deci cu turaia arborelui motor. Cnd contactul ruptorului I2 este deschis, condensatorul C se ncarc pn la tensiunea de stabilizare a diodei Zener DZ, iar la nchiderea contactului, condensatorul se descarc. Diodele D2 D5 formeaz o punte redresoare bialternan n diagonala de ieire este conectat instrumentul magnetoelectric I. Deviaia acului indicator al acestuia depinde att de amplitudinea curentului pulsatoriu ce parcurge instrumentul ct i de frecvena acestor pulsaii, instrumentul realizeaz o mediere a impulsurilor. Limitnd amplitudinea cu ajutorul diodei Zener indicaia va depinde exclusiv de frecven. Pentru etalonarea aparatului se utilizeaz rezistena semireglabil P.

.Turometru tranzistorizat cu traductor inductiv Soluiile clasice de msurare a turaiei arborelui motor al unui automobil utilizeaz n acest scop impulsurile electrice provenind din sistemul de aprindere al motoarelor cu cu ardere intern. 17

O soluie n aceast situaie const din utilizarea unui traductor inductiv, metalic (avnd forma i dimensiunile din fig.4.38) i plasat pe axul a crui turaie se msoar. Funcionarea turometrului se bazeaz pe ntreruperea periodic (cu o frecven direct proporional cu turaia) a oscilaiilor produse de un oscilator. Turometrul din fig.4.38 conine n acest scop un oscilator sinusoidal tip LC cu cuplaj inductiv realizat cu tranzistorul T1. Bobine1e L1 i L2 ale oscilatorului sunt cuplate inductiv att timp ct ntre miezurile bobinelor nu este plasat pala roii traductorului inductiv. n momentul n care o asemenea pal trece printre miezuri, oscilaiile nceteaz, datorit ntreruperii circuitului magnetic respectiv (aluminiu nefiind feromagnetic).

Fig.4.38. Turometru tranzistorizat cu traductor inductiv Bobinele se realizeaz pe miezuri avnd diametrul de 6 ... 10 mm. Roata traductorului se confecioneaz din tabl de aluminiu groas de 1...1,5 mm i avnd un diametru de cca. 10 mm. Oscilaiile produse de T1 sunt apoi detectate (cu dioda D1) i integrate cu P1 i C5. Constanta de timp de integrare se poate regla cu ajutorul rezistenei semireglabile astfel nct acul instrumentului indicator s nu vibreze la valoarea minim a turaiei. Tranzistorul final T2 amplific semnalul integral furniznd instrumentului indicator I curentul necesar pentru deviaie la cap de scal (1 mA). La cap de scal indicaia trebuie s corespund unei turaii de 10000 rot/min. Turometru cu cuplaj inductiv Orice turometru electronic este de fapt un convertor frecven/tensiune. Semnalul prelucrat - prelevat de la bobina de inducie - are frecvena ,,f proporional cu turaia ,,n a motorului. Astfel pentru un motor n 4 timpi, cu 4 cilindri i o bobin de inducie este valabil relaia:f= n 30

(4.5)

unde f[Hz] i n [rot/min]. Fiecare din impulsurile provenind (fig.4.39) din cablul bobinei de inducie (prin cuplaj inductiv cu ajutorul unui conductor izolat i nfurat cu 3-10 spire pe acesta) deschide pentru scurt timp tranzistorul T1 avnd rolul de etaj separator de intrare. Totodat acest tranzistor aplic pe intrarea PJ a circuitului integrat E 555 funcionnd ca circuit basculant monostabil - un semnal de polaritate i nivel adecvat declanrii basculrilor acestuia. La ieirea monostabilului (borna IES) se obin impulsuri dreptunghiulare (avnd durata constant - determinat de R4-C2 i amplitudinea constant) corespunznd fiecrei scntei produse de bobina de inducie. Circuitul R4-C2 este un integrator avnd rolul de a determina valoarea medie a succesiunii de impulsuri dreptunghiulare, valoare indicat de instrumentul indicator I (n general de tip magnetoelectric, de 100 A sau 1 mA). La variaia turaiei motorului - de ex. n sens cresctor - frecvena scnteilor produse de bateria 18

de inducie se mrete determinnd creterea numrului de impulsuri dreptunghiulare (avnd o durat constant) i deci creterea valorii medii a tensiunii la bornele condensatorului C4.

Fig.4.39. Turometru cu circuitul integrat E 555 i cuplaj inductiv Dioda Zener DZ i rezistena R2 formeaz un stabilizator parametric de tensiune continu eliminnd influena variaiilor tensiunii bateriei de acumulatoare asupra etalonrii turometrului. Nivelmetru pentru carburant cu semnalizare optic la atingerea nivelului minim admisibil Traductorul de nivel al circuitului din fig.4.41 este de fapt un poteniometru (liniar sau circular) avnd cursorul prevzut cu un plutitor (flotor) plasat n rezervor. Rezistena corespunztoare acestui poteniometru este conectat ntr-un bra al unei puni de msurare de c.c. avnd n diagonala de detecie instrumentul indicator. Variaia rezistenei R4 a traductorului (ntre anumite limite corespunztoare nivelelor maxim i minim de carburant n rezervor) determin indicaia aproximativ proporional ale acestui instrument. La atingerea nivelului minim admisibil, puntea este complet dezechilibrat i determin n baz tranzistorului T3 (blocat datorit DZ) potenialul necesar intrrii acestuia n conducie, ceea ce declaneaz aprinderea becului de avertizare B. Reglarea nivelului minim admisibil se efectueaz cu P3 a nivelului minim corespunztor rezervorului complet gol, iar a nivelului maxim corespunztor rezervorului complet plin cu P2. n eventualitatea necesitii reducerii sensibilitii circuitului, se va conecta o rezisten R5 de valoare mai mare.

Fig.4.41. Nivelmetru pentru carburant cu semnalizare optic la atingerea nivelului minim admisibil 4.3.3. Termometru pentru uleiul din motor Se tie c efectele lubrifiante ale uleiului din motor se produc pn la o temperatur a acestuia de cca. 140 0C (temperatura motorului n condiii normale de rcire, fiind orientativ, de cca. 70 0C). n consecin, orice nclzire a motorului (i deci a uleiului) - din diferite motive - peste aceast limit 19

poate conduce la defeciuni grave i costisitoare ca de ex.: griparea unuia sau mai multor pistoane, uzura rapid a rulmenilor, fisurarea arborelui cotit, etc.

Fig.4.42. Termometru pentru uleiul din motor n scopul supravegherii temperaturii motorului, pe marea majoritate a automobilelor, se prevede doar un semnalizator de avarie indicnd cu ajutorul unui termocontact adecvat, supranclzirea lichidului din instalaia de rcire a motorului. Este deci preferabil s se msoare continuu direct temperatura lubrifiantului pentru a putea controla mai precis meninerea proprietilor lubrifiante ale acestuia. Ca traductor de temperatur se poate utiliza o termorezisten sau un termistor conectat ntrun circuit n punte (fig.4.42). Variaia rezistenei Rth a termistorului dezechilibreaz puntea (presupunnd ca echilibrarea acesteia s-a facut la 20 0C cnd R2 Rth = R1 P1) i instrumentul I (de 1 mA) conectat n diagonala de detecie a punii de curent continuu ABCD va indica un curent de dezechilibru proporional cu temperatura. Tensiunea de alimentare a punii este stabilizat cu ajutorul unei diode Zener (ntruct tensiunea bateriei poate varia n limite relativ largi) i se regleaz pentru calibrarea instrumentului cu ajutorul lui P2. Cealalt rezisten semireglabil P1 servete la reglarea nulului electric al instrumentului corespunztor echilibrrii punii temperatura de referin (de obicei +20 0C). Calibrarea (etalonarea) instrumentului indicator I se poate face cu ajutorul unui termometru de referin (etalon) reglnd rezistenele semireglabile P1 i P2. . Indicatoare electronice de bord 4.4.1. Indicatoare optice 4.4.1.1. Indicator cu 4 tranzistoare i 3 becuri Dispozitivul din fig.4.44 indic tensiunea de la bornele bateriei de acumulatoare prin intermediul a 3 becuri de 6V/l00mA - avnd culorile rou, galben, verde sunt plasate pe panoul de bord al automobilului. Astfel: ' - becul B1 (rou) - aprins indic E < 8,2 V (stare de avarie - bateria este descrcat sau are dou elemente scurtcircuitate sau exist un consum exagerat n circuitul electric); - becul B2 (galben) - aprins indic E = 12 V (stare normal - cu motorul oprit); - becul B3 (verde) - aprins indic E > 13,2V (stare normal - cu motorul pornit corespunztoare ncrcrii bateriei de ctre alternator). Valorile acestor praguri pot fi eventual modificate prin utilizarea unor diode Zener DZ1, DZ2 i/sau DZ3 de alte valori. Dispozitivul se alimenteaz prin intermediuI ntreruptorului cheii de contact I. La nchiderea acestui ntreruptor se realizeaz n mod normal i autoverificarea becurilor dispozitivului care se aprind succesiv astfel: 1) becul galben (demarorul - neconectat); 2) becul rou (demarorul - acionat); 20

3) becul verde (motorul - n funciune).

Fig.4.44. Indicator de tensiune cu 4 tranzistoare i 3 becuri 4.4.1.2. Indicator cu 3 tranzistoare i 3 diode electroluminescente Circuitul din fig.4.45 indic tensiunea bateriei de acumulatoare prin aprinderea diodelor electroluminescente DEL1 (roie), DEL2 (galben) i DEL3 (verde) - plasate pe panoul de bord astfel: - dioda roie aprins indic E < 10 V sau E> 15 V (starea de avarie); - diodele roie i galben aprinse indic E = 10,5 V; - dioda galben - aprins indic E = 12 V; - diodele galben i verde - aprinse indic E=13 V; - dioda verde - aprins indic E = 14 V; - diodele verde i roie - aprinse indic E = 15 V.

Fig.4.45. Indicator de tensiune cu 3 tranzistoare i 3 diode electroluminescente Valorile acestor praguri pot fi modificate i eventual, reglate cu precizie prin alegerea unor diode Zener avnd tensiunile Vz de valori adecvate. Ca i celelalte dispozitive indicatoare cu diode electroluminescente i acesta poate avea circuitul imprimat astfel realizat nct s permit montarea n spaiul disponibil pe panoul de bord al automobilului.

4.4.1.3. Indicator cu circuitul integrat specializat U 1010 i 3 diode electroluminescente Ciruitul integrat U 1010 este special destinat identificrii i indicrii continue a strii electrice a bateriei de acumulatoare (de 12 V) a unui automobil - prin aprinderea n diverse combinaii a trei diode electroluminescente avnd culorile rou, galben, verde plasate pe panoul de 21

bord al automobilului (fig.4.46): - dioda roie aprins indic starea de avarie (E < 10 V deci bateria este descrcat sau exist un consum exagerat n circuitele echivalentului electric sau unul din elementele bateriei este scurtcircuitat); - dioda galben aprins indic o stare normal a bateriei, cnd motorul este oprit (10 V E 13 V); - dioda verde aprins indic o stare normal a bateriei, cnd motorul este pornit (13 V < E < 15 V); - diodele vedre i roie aprinse simultan indic stare de avarie (E > 15 V - datorit funcionrii incorecte a releului de ncrcare n timpul mersului motorului).

Fig.4.46. Indicator de tensiune cu circuitul integrat U 1010 i 3 diode electroluminescente Grupul condensator cu diod Zener - conectat n paralel pe bornele bateriei de acumulatoare are rolul de a proteja circuitul integrat contra vrfurilor parazite de tensiune ce pot apare n circuitul de alimentare datorit bobinei de inducie i/sau alternatorului. Fa de dispozitivele similare avnd aceeai funcie dar realizate cu componente discrete, soluia utilizrii circuitului integrat specializat ofer: precizie n indicarea intervalelor de tensiune, stabilitatea performanelor la variaia de temperatur, pre relativ sczut, conectare i montare foarte simple.

4.4.1.4. Indicatoare de sigurane electrice defecte (arse) n fig.4.47 este reprezentat o variant simplificat a instalaiei electrice a unui autoturism. Sistemul de indicare optic se realizeaz prin conectarea n paralel pe fiecare siguran fuzibil a cte unui bec B1 ... B8. Ct timp siguranele sunt bune, acestea sunt stinse, dar atunci cnd se ard determin aprinderea becurilor respective.

22

Fig.4.47. Indicator optic individual de sigurane electrice defecte (arse) 4.4.1.5. Indicator universal pentru circuitele becurilor n general controlul circuitelor becurilor se efectueaz electric, n mod simplu cu ajutorul unor becuri indicatoare amplasate pe panoul de bord care sunt puse sub tensiune concomitent cu becurile din circuitele respective (faza lung, luminile STOP, luminile de mers napoi, de semnalizare, de poziie, etc.) aprinzndu-se simultan cu acestea. Dac ns unul din aceste becuri nu funcioneaz (fie datorit arderii, fie prin ntreruperea circuitului lor), becurile indicatoare continu s funcioneze ntruct se menine tensiunea lor de alimentare. Circuitul din fig.4.48 nltur acest dezavantaj deoarece este acionat nu de tensiunea de alimentare (comun) ci de curentul consumat - sau nu - de becurile lmpilor supravegheate. n acest scop pentru fiecare circuit controlat, se poate monta n serie un astfel de dispozitiv. Rezistena R* produce la bornele sale o cdere de tensiune U proporional cu curentul I consumat de becul B, conform relaiei U = R* I.

Fig.4.48. Indicator universal pentru circuitele becurilor Dac T1 conduce, T2 se blocheaz i prin dioda electroluminescent DEL - montat pe panoul de bord al conductorului auto - nu circul curent (dioda fiind deci stins). La arderea unuia din becurile B, curentul prin rezistena R* se reduce, iar tensiunea la bornele ei de asemenea. n consecin, T1 se blocheaz, T2 intr n conducie i dioda DEL lumineaz indicnd funcionarea incorect a circuitului de lumin supravegheat. 4.4.1.6. Indicator centralizat pentru luminile de poziie i stop Dispozitivul din fig.4.49 semnalizeaz pe tabloul de bord al conductorui auto -la aprinderea becului B - nefuncionarea (prin arderea becului sau ntreruperea circuitului respectiv) oricreia din luminile de poziie (fa-spate), de stop sau de iluminare a numrului de nmatriculare. n acest scop, n fiecare din lmpile supravegheate menionate mai sus, n vecintatea 23

becurilor respective, e plasat cte un fototranzistor avnd rolul de a transforma lumina emis de acestea n semnale electrice adecvate prelucrrii n circuitul dispozitivului. Fototranzistoarele FT4 i FT5 supravegheaz fiecare cte dou becuri - n general montate n acelai corp de lamp sau cte dou filamente (5 + 21 W) ale unui aceluiai bec. Astfel, pe intrarea C a circuitului logic SAU (reprezentat de diodele D3, D4, D5) pot apare semnale corespunztoare celor trei posibiliti de funcionare: luminile de poziie, luminile de stop sau ambele tipuri de lumini.

Fig.4.49.Indicator centralizat pentru luminile de poziie i stop Dispozitivul este astfel conceput nct s reacioneze la dou niveluri de iluminare: redus (corespunztor luminilor de poziie) i ridicat (corespunznd luminilor de stop sau a luminilor de stop ct i luminilor de poziie). n acest scop au fost prevzute rezistenele diferite R3 i R4 conectate la tensiunea de alimentare cu ntreruptoarele I1 sau I2. Diodele D1 i D2 evit interconectarea circuitelor luminilor de poziie - spate i luminilor de stop. Ziua, cnd luminile de poziie nu sunt aprinse, dispozitivul supravegheaz doar luminile de stop. Noaptea, ns circuitul permite supravegherea permanent att a luminilor de stop ct i a celor de poziie i de iluminare a numrului de nmatriculare. Datorit structurii sale, dispozitivul supravegheaz noaptea, n spate, n principal luminile de poziie, dar cnd se frnaz (nchiznd astfel I1), dispozitivul verific automat luminile de stop. De menionat c n momentul conectrii luminilor de poziie sau frnei, becu1 B (normal stins) se aprinde pentru foarte scurt timp - datorit ineriei termice a filamentelor becurilor apoi, dac totul este n ordine, se stinge.

Indicator cu tiristor pentru luminile de stop n circuitul din fig.4.50 att timp ct I1 este deschis, prin primarul transformatorului TR nu circul curent, iar becurile B1, B2 i B3 sunt stinse. La nchiderea ntreruptorului I1 (prin apsarea pedalei de frn), curentul rezultat n primarul transformatorului determin aprinderea becurilor B1 i B2 din lmpile de STOP. ntruct cele dou 24

nfurri din primar sunt identice i parcurse de curenii i1 i i2, avnd sensuri opuse i valori egale (dac becurile funcioneaz corect) rezult c n secundarul TR nu, se va induce nici o tensiune (prin nchiderea ntreruptorului I1), iar becul B3 va rmne stins ("funcionarea corect"). Dac ns unul din becurile B1 sau B2 este ars, curentul respectiv din primar va fi nul i prin nchiderea ntreruptorului I1, n secundarul TR apare un impuls de tensiune care se aplic prin dioda D (ce selecteaz doar impulsurile de polaritate adecvat) tiristorului Th, amorsndu-l. Astfel, becul B3 se aprinde, indicnd arderea unuia din becurile lmpilor de STOP. Acest bec rmne aprins pn la acionarea ntreruptorului I2 (plasat pe panoul de bord).

Fig.4.50.Indicator cu tiristor pentru luminile de stop

. Indicator de apariie a condiiilor de polei Se tie c poleiul apare pe carosabil atunci cnd acesta este umed, iar temperatura mediului ambiant scade sub +2C ... 0C. Dioda electroluminescent- DEL a indicatorului din fig.4.52 este stins atunci cnd temperatura mediului exterior este superioar valorii de +2C. Sub acest prag ea se aprinde cu intermitene (cu att mai frecvent cu ct temperatura se apropie de 0C), iar sub 0C dioda rmne permanent aprins. Traductorul de temperatur este un termistor (montat ntr-o cutie ecran avnd rolul de-a evita eroriile datorate curenilor de aer) care este expus temperaturii mediului exterior autovehiculului.

Fig.4.52.Indicator de apariie a condiiilor de polei ntruct circuitul M 3900 funcioneaz ntr-o gam larg de tensiuni de alimentare (1 ... 36 V); nu este necesar o stabilizare a tensiunii de +12 V. Amplificatorul operaional AO2 funcioneaz ca circuit basculant astabil furniznd o tensiune dreptunghiular cu perioada T = 1 s. Rezistenele R6, R7 i R8 determin limitele superioar i inferioar ale tensiunii pe condensatorul C1. Tensiunile de ieire ale amplificatoarelor AO1 i AO2 sunt comparate cu AO3. Cnd tensiunea de ieire a astabilului este inferioar celei a circuitului AO1, la ieirea comparatorului apare tensiunea 25

de + 12 V care determin aprinderea diodei electroluminescente (rezistena R9 limitnd curentul prin ea la cca. 25 mA). Etalonarea circuitului se efectueaz cu ajutorul rezistenei reglabile P1, astfel nct cu termistorul introdus ntr-un vas cu ap i ghea care se topete (temperatura de aproximativ 00C), DEL s se aprind n permanen. ntruct consumul este foarte redus - n repaus (DEL-stins) - 2,5 mA, iar n funcionare (DELaprins) - 25 mA dispozitivul poate fi meninut permanent sub tensiune. 4.4.2. Indicatoare acustice 4.4.2.1. Indicatoare monotonale pentru semnalizatorul de direcie i/sau de avarie Circuitele prezentate n fig.4.53 n dou variante: cu tranzistoare (a) i cu pori logice tip INU integrate (b) - genereaz pe durata conectrii tensiunii de alimentare un sunet specific avnd frecvena i intensitatea constante indiferent de direcia semnalizat. Un astfel de dispozitiv se poate conecta n paralel pe oricare din becurile semnalizatoare optice plasate pe panoul de bord al automobilului realiznd n habitaclu o semnalizare acustic - uneori mult mai eficient dect cea optic (pe panoul de bord). Eventual, se poate utiliza un acelai indicator acustic pentru indicarea mai multor "evenimente" (ca de exemplu: frn de mn tras, presiunea uleiului - prea sczut, ap de rcire prea cald, portbagajul deschis, funcionarea semnalizatoarelor de schimbare a direciei, etc.), alimentnd semnalizatorul cu tensiunea de 12 V provenind de la oricare din aceste circuite prin intermediul diodelor D1 .... Dn evitnd astfel influenarea reciproc a circuitelor controlate. Circuitul din fig.4.53.a este un circuit basculant astabil (multivibrator) nesimetric ce produce o tensiune cvasidreptunghiular a crei frecven se poate regla cu ajutorul rezistenei semireglabile P. El funcioneaz chiar atunci cnd tensiunea de alimentare variaz ntre 6 V ... 12 V (semnalul din difuzor variind evident n funcie de aceast tensiune). Difuzorul se poate conecta n circuitul colectorului atunci cnd impedana lui e diferit de 50 - prin intermediul unui transformator de adaptare corespunztor.

Fig.4.53. Indicatoare monotonale pentru semnalizatorul de direcie i/sau de avarie: a) cu tranzistoare; b) cu pori logice I-NU integrate Circuitul din fig.4.53.b este tot un multivibrator - dar realizat cu circuite logice TTL (trei pori logice I-NU - diu cele patru ale circuitului integrat tip CDB-400 - sunt conectate ca inversoare). Frecvena semnalului cvasidreptunghiular generat depinde de valorile componentelor C1, C2, R3, R4. Puterea transmis difuzorului este ns mai mic dect n primul caz. La nevoie se mai poate introduce un etaj de amplificare. Dispozitivul poate fi declanat de mai multe circuite controlate prin intermediul diodelor D1 ... 26

Dn care evit influenarea lor reciproc.

Avertizoare optice 4.4.3.1. Avertizor pulsatoriu cu bec, la 12 V Dispozitivul din fig.4.55, realizeaz o lumin intermitent (eventual roie) suficient de puternic pentru a semnaliza noaptea, sau n condiii de vizibilitate redus, prezena unui autovehicul imobilizat pe carosabil. El nlocuiete astfel clasicul triunghi reflectorizant.

Fig.4.55. Avertizor pulsatoriu cu bec la 12V Tranzistoarele T1 i T2 formeaz un circuit basculant astabil a crui frecven de oscilaie se poate eventual regla, modificnd valorile capacitilor C1 i C2. Tranzistoarele T3 i T4 amplific n curent pentru a furniza becului echivalent B puterea de 30 W necesar (eventual, T4 necesit un radiator). 4.4.3.2. Avertizor pulsatoriu cu diode electroluminescente Circuitul din fig.4.56 realizeaz - la conectarea tensiunii de alimentare (cu ntreruptorul I, eventual prin intermediul unui circuit logic SAU cu mai multe intrri) - avertizarea optic a conductorului auto prin aprinderea/stingerea diodei electroluminescente DEL1 cu o frecven de aproximativ 1 Hz. Introducnd n circuit o a doua dioda electroluminescent, DEL2 (eventual de culoare verde dac DEL1 este roie), se obine o funcionare pulsatorie, n contratimp, a celor dou diode.

27

Fig.4.56.Avertizor pulsatoriu cu diode electroluminescente Un asemenea circuit - deosebit de simplu i eficace - poate fi util n construcia tuturor avertizoarelor/indicatoarelor optice. Semnalizator de nivel minim al lichidului de frn Dispozitivul din fig.4.58 semnalizeaz optic conductorului auto scderea nivelului lichidului de frn (din unul sau dou rezervoare metalice) sub un anumit prag inferior datorit unor cauze multiple cum ar fi de ex. ruperea sau fisurarea unei conducte, garnituri, etc.). Senzorul de nivel minim este reprezentat de o pereche de electrozi, izolai fa de mas i astfel plasai n rezervoarele lichidului de frn, nct vrfurile electrozilor s ajung pn la nivelul minim admisibil de semnalizat. Dac nivelul lichidului scade sub aceast limit - la oricare dintre electrozi sau la amndoi - bazele tranzistoarelor T1 i/sau T2 (reprezentnd dou comutatoare electronice) nu mai sunt conectate la mas (prin intermediul lichidului de frn - bun conductor de electricitate) i n consecin T1 i/sau T2 intr n conducie determinnd conducia tranzistoarelor T3 i T4 (amplificatoare) precum i declanarea avertizorului optic (,,de avarie) B.

Fig.4.58. Semnalizator tranzistorizat de nivel minim al lichidului de frn De remarcat c avertizorul intr n funciune i la o ntrerupere accidental a circuitului senzorului (ruperea conductorului, contacte imperfecte, etc.). Curentul ce parcurge un electrod este foarte sczut (1,4 A) ntruct lichidul de frn are o conductibilitate electric mic. Astfel, dispozitivul poate funciona sigur ntre -25C ... +100C. Electrozii se realizeaz din bara sau srm de alama avnd diametrul exterior de 3 ... 6 mm. Pentru a nu se modifica rezervorul original cu lichid de frn, este recomandabil ca fiecare electrod s se fixeze n buonul (din material plastic, n general) ce nchide orificiul de umplere a rezervorului respectiv. n acest scop, se poate eventual confeciona un buon identic avnd electrodul fixat central prin filetare. Varianta cu dou rezervoare de lichid de frn, se refer la automobilele avnd dou circuite independente de frn (soluie ce conduce la creterea fiabilitii n exploatare a sistemului de frnare). Dispozitivul funcioneaz ntr-o gam relativ larg a tensiunii de alimentare (8,5 ... 16 V). Avertizorul optic poate fi eventual dublat de un avertizor acustic adecvat. 4.4.3.5. Semnalizator de nivel minim al lichidului de rcire Dispozitivul din fig.4.59 semnalizeaz prin aprinderea becului B atunci cnd nivelul lichidului 28

de rcire a sczut sub nivelul normal. Sesizorul de nivel este o sond metalic montat pe partea de sus a radiatorului, izolat de acesta i astfel nct s nu intre n contact dect cu lichidul din radiator. Aceast sond poate fi realizat din srm de cupru neizolat avnd diametrul de minimum 1 mm i lungimea de maximum 30 mm.

Fig.4.59. Semnalizator de nivel minim al lichidului de rcire Tranzistoarele T1 i T2 formeaz un circuit basculant bistabil de tip trigger Schmitt. La conectarea tensiunii de alimentare dac sonda este imersat n lichid, datorit rezistenei echivalente sonda - lichid - rezervor, tranzistorul T1 va conduce, iar tranzistorul T2 va fi blocat, astfel nct becul B va fi stins. Cnd nivelul lichidului de rcire scade i sonda nu mai este scufundat n lichid, tranzistorul T1 se blocheaz determinnd conducia lui T2 i deci aprinderea becului B. Nivelul minim de semnalizare poate fi reglat prin modificarea lungimii sondei i prin modul ei de montare.

4.4.3.6. Semnalizator de nivel minim al lichidului pentru splarea parbrizului n echipamentul automobilelor moderne este prevzut din construcie i un dispozitiv electric pentru splarea parbrizului care realizeaz, iniial, stropirea acestuia (inclusiv n timpul rulrii) cu un lichid special - n general un amestec de ap, detergent i antigel.

29

Fig.4.60. Semnalizator de nivel minim al lichidului de rcire Dispozitivul din fig.4.60 semnalizeaz scderea nivelului acestui lichid sub o limit critic, indicnd astfel necesitatea reumplerii rezervorului special respectiv (n general nemetalic). Senzorul de nivel este format dintr-o pereche de electrozi (fii de tabl sau bare din alam) ce se introduc n rezervorul lichidului pentru splare. Lungimea electrozilor este astfel aleas nct captul inferior al acestora s se afle la nivelul minim de semnalizat. ntruct lichidul respectiv este bun conductor de electricitate (datorit detergentului), atta timp ct electrozii sunt imersai, bazele tranzistoarelor T1 i T2 - conectate n montaj Darlington - sunt polarizate n conducie. Drept urmare, n punctul comun de colector al tranzistoarelor, potenialul este aproximativ nul i becul indicator B nu se aprinde. n momentul n care, datorit scderii nivelului lichidului, electrozii nu mai sunt scufundai, bazele tranzistoarelor nu mai sunt polarizate i tranzistoarele Tl i T2 se blocheaz. Astfel tensiunea pozitiv ce apare n colectorul lor comun determin aprinderea becului indicator B. Rolul diodelor D1 i D2 este dublu: - nu permit aplicarea potenialului nul (al masei) pe colectoarele tranzistoarelor aflate n conducie; - cderea de tensiune pe jonciunile lor (cca. 1,2 V) asigur o aprindere ferm a becului B. Becul B trebuie s fie de 6 V/0,1 A - la nevoie utilizndu-se combinaii serie-paralel de alte becuri disponibile.

Controlul modern al sistemului de aprindere Principiul de funcionare al unui sistem de aprindere se bazeaz pe transformarea tensiunii joase de 12V ntr-o tensiune nalt (de ordinul kV) necesar strpungerii spaiului dintre electrozii bujiei. Transformarea se realizeaz cu ajutorul bobinei, ce funcioneaz pe principiul unui 30

transformator de tensiune. ntreruperea curentului n primarul acesteia determin (prin variaia fluxului magnetic) apariia tensiunii induse n secundar i implicit a scnteii. Momentul ntreruperii primarului este cel care determin avansul la scnteie.R

D

B

A B O B U

Fig.5.7. Schema de principiu al unui sistem de aprinderen fig.5.7 sunt urmtoarele componente: Circuitul primar (de joas tensiune): BA = baterie; R = ruptor. Circuitul secundar (de nalt tensiune): D = distribuitor; BU = bujii. Interfaa dintre cele dou circuite este reprezentata de BO = bobina. Ruptorul, sub forma unui etaj electronic, este nglobat n controlerul sistemului de aprindere. n principiu, el este comandat pe baza semnalelor de turaie i sarcin. n fig.5.8: 1= perioada de alimentare a bobinei (ruptor nchis), primarul este alimentat de ctre bobina, curentul evolund dup o curb specific unui circuit RLC; 2= perioada de descrcare a bobinei (ruptor deschis), ruptorul se deschide i curentul se anuleaz brusc; este perioada n care bobina transfer energia, pe care a primit-o iniial de la baterie, ctre bujie. Perioadelor 1 i 2 le putem asocia duratele unghiulare prin intermediul relaiei: = 6 n , (5.1) unde n este este turaia motorului. Un ciclu de funcionare este descris de = 1+2 sau =1+2. Raportul 1 100% = 1 100% se numeste procentaj Dwell (%Dw) i caracterizeaz timpul de ncrcare a bobinei. Uzual %Dw=60-63%, ceea ce nseamn c bobina, n cadrul unui ciclu de funcionare, se ncarc aproximativ 60-63% din timp, restul fiind afectat descrcrii. Limitarea %Dw se realizeaz din considerente de durabilitate a sistemului de aprindere. Valori mari ale %Dw conduc la cureni mari i implicit la solicitarea circutului de control i a bobinei (cu ct curentul este mai mare cu att cldura degajat n primarul bobinei crete). Valoarea maxim a energiei pe care o acumuleaz bobina poate fi scris: 2 L i E = 1 1 max 2 , (5.2) unde L1 este inductana primarului, iar i1max valoarea maxim a curentului din primar. Este evident c energia acumulat este dependent de valoarea maxim a curentului. Pentru un MAS cu patru cilindri, la turaia n1=1000 rpm, vom avea =180 RAC, ceea ce nseamn c la fiecare 180 RAC bobina ncheie un ciclu (pe dou rotaii ale arborelui cotit sunt aprini toi cilindrii). Dac adoptm un %Dw=60%, nseamn c 1=180 * 0.6=108 RAC (unghiul de rotaie al arborelui cotit), sau 1=18 ms. La o turaie n2=5000 rpm, meninnd constant %Dw, avem acelasi 31

1, dar 1=3,6 ms. O energie scazut n primar va conduce la o valoare sczut a energiei trasferat amestecului n faza de aprindere, cu consecine nefavorabile asupra arderii. Timpul disponibil pentru ncrcarea bobinei a sczut de cinci ori (practic raportul turaiilor). Scderea timpului de ncrcare antreneaz o scdere a curentului maxim i a energiei nmagazinate n primar. Astfel sistemul de aprindere va fi caracterizat de o valoare sczut a energiei la turaii ridicate. La creterea turaiei, energia scade, motiv pentru care un obiectiv fundamental al controlului sistemelor actuale de aprindere este meninerea cvasi-constant a energiei. Acest lucru se realizeaz prin majorarea %Dw la creterea turaiei. . Injecia MAS Injecia indirect conduce la formarea unui film de combustibil nevaporizat pe peretele interior al canalului de admisie, cu consecine nefavorabile n ceea ce privete economicitatea i emisiile poluante. Prezena filmului impune o modificare a strategiei de control. De exemplu, n condiiile unei porniri la rece, amestecul trebuie mbogit pentru a compensa combustibilul nevaporizat, depus pe peretele canalului de admisie. Controlul n aceste condiii nu este precis, deoarece nu putem estima cu o eroare suficient de mic, masa de combustibil inclus n film. n plus, pelicula de combustibil va fi n cele din urm aspirat n cilindru, complicnd suplimentar controlul dozei injectate.

a b Fig.5.12. Prezentarea schematic a celor dou principii de injectie MAS: indirect (a) i direct (b) Rezultatul acestui control imprecis se traduce n volumul mare de emisii poluante n faza de pornire la rece. Se estimeaz c n primele 90 de secunde din cadrul unui ciclu de funcionare se emit 90% din volumul total de hidrocarburi nearse. Un alt exemplu este legat de controlul n regimuri tranzitorii. ntre momentul injeciei i cel al intrrii combustibilului n camera de ardere exist o anumit ntrziere. Chiar dac se reuete s se estimeze n mod corect valoarea acesteia, nu se poate nltura. Astfel, n cazul unei acceleraii, timpul de rspuns va fi afectat n mod negativ. Toate aceste dezavantaje pot fi eliminate prin folosirea injeciei directe de benzin. La acestea se adaug i posibilitatea folosirii amestecurilor stratificate cu un coeficient global de dozaj supraunitar. Funcionarea n zona srac determin ameliorarea randamentului i reducerea anumitor emisii poluante. Injecia direct implic complicaii la nivel de componente (presiuni de injecie mrite, pistoane cu profile speciale, etc.) i software (strategie de control mai complicat).

32

Fig.5.13. Structura unui sistem de injecie direct n fig.5.13: 1.unitate de control; 2.debitmetru de aer; 3.dispozitiv clapet obturatoare (senzor poziie + actuator); 4.supap EGR (recircularea gazelor de evacuare); 5.senzor presiune colector admisie; 6. pomp nalt presiune; 7. supap de reglare a presiunii; 8. senzor presiune injecie; 9. injector; 10.rampa injectoarelor (rampa comun); 11.bobina aprindere; 12.sonde lambda; 13.catalizator pentru reducerea NOx; 14.modul alimentare (include pompa de joas presiune). n funcionarea unui MAS cu injecie direct pot fi destinse trei zone de control: - zona amestecurilor omogene stoichiometrice (sarcini mari sau pornire la rece); - zona amestecurilor omogene srace (sarcini medii); - zona amestecurilor stratificate srace (mers n gol i sarcini mici). Obiectivul stratificrii amestecului este legat de reglarea sarcinii la regimurile joase prin intermediul dozei de combustibil i nu prin poziia de clapet. Abandonarea clapetei ca mijloc de control al sarcinii (principiu folosit i la MAC) determin economii importante de combustubil prin micorarea lucrului mecanic corespunztor diagramei de pompaj. Stratificarea amestecului presupune existena unui amestec stoichiometric sau uor srac n zona electrozilor bujiei care s permit o aprindere stabil i o propagare normal a flcrii. n restul camerei de ardere amestecul este foarte srac. Stratificarea se realizeaz prin injectarea combustibilului pe cursa de comprimare (micorarea avansului la injecie). Acesta este unul dintre motivele pentru care presiunea de injecie pentru un astfel de sistem este superioar unuia cu injecie indirect (40 130 bar, fa de 3 4 bar pentru un sistem clasic). n zona amestecurilor omogene injecia se realizeaz pe cursa de admisie, similar unui motor clasic cu injectie secvenial. Fig.5.14. Zonele de control pentru MAS cu injecie direct Zona 1: amestecuri stratificate srace: global foarte srac, economicitate i emisii reduse de NOx; Zona 2: amestecuri omogene srace: global srac; economicitate i emisii reduse; Zona 3: amestecuri omogene stoichiometrice: presiune medie indicat mare.

33

. Msurarea unor parametrii fundamentali Captorul de turaie i poziie (captor volant motor) El are rolul de a informa calculatorul asupra: Vitezei de rotaie Poziia motorului. Cele dou informaii sunt obinute de un captor magnetic fix care transmite calculatorului imaginea electric a coroanei danturate care se rotete solidar cu arborele cotit. El este de tip inductiv ( genereaz un curent ) (fig.5.

El se compune dintr-un bobinaj nfurat n jurul unui magnet permanent. Dispune la captul su de un element numit coroan danturat. Aceast coroan prezint mai muli dini. De fiecare dat cnd un dinte trece prin faa captorului, are loc o modificare a cmpului magnetic ceea ce conduce la o inducie a unui curent n bobinaj. Fig.5.18. Traductor inductiv pentru msurarea turaiei i a poziiei

Calculatorul electronic analizeaz: 1. Tensiunea. Ea este proporional cu viteza piesei mobile. Dar tensiunea este n acelai timp funcie de distana ce separ captorul de corana danturat (ntrefierul) 2. Frecvena. Numrnd numrul de impulsuri ntr-un timp dat, calculatorul poate deduce viteza. El poate compara dou msurtori de vitez succesive i astfel s afle acceleraia.

Fig.5.19. Traductor pentru msurarea turaiei i poziiei realizare practic Coroana danturat are dini lai pentru reperarea poziiei i dini mai nguti pentru msurarea vitezei. 34

Imaginea coroanei rotindu-se n faa Imaginea electric transmis de captor captorului. ctre calculatorul de injecie. Fig.5.20. Poziia coroanei dinate i semnalele electrice transmise de traductor Captorul de presiune absolut (la injecia de tip presiune/turaie) Are rolul de a informa calculatorul asupra presiunii din colectorul de admisie. Este montat ct mai aproape de colector prentu a reduce timpul de rspuns al calculatorului. Este de tip piezo-rezistiv. Acest semnal este unul din parametrii principali pentru calculul timpului de injecie i de aprindere.

Fig.5.21. Traductor de presiune absolut Presiunea absolut = Presiunea relativ + Presiunea atmosferic. (5.3)

35

Exist dou tipuri de captori. a. Varianta atmosferic.

a. b. Fig.5.22. Captori de presiune varianta atmosferic: a. Principiu de funcionare; b. Diagram de funcionare Modificarea tesniunii ntre cursorul A i captul B depinde liniar de presiunea msurat. Tensiunea n B cnd contact este pus, motor oprit = + 5 V. b. Varianta supraalimentat

a. b. Fig.5.23. Captori de presiune varianta supraalimentat: a. Principiu de funcionare; b. Diagram de funcionare Tensiunea n B cnd contact este pus, motor oprit = + 2,5 V. Exist, pentru anumite calculatoare, un mod degradat care permite ignorarea captorului de presiune atunci cnd el este defect. n acest caz, calculatorul reconstituie presiunea din colector plecnd de la informaia de sarcin (dat de poteniometrul de la clapeta de acceleraie) i de turaia motorului. La altitudine, contrapresiunea din eapament scade. Rezult o diminuare a recirculrii interne de aer din motor, iar datorit presiunii constante din colector are loc o srcire a amestecului la relanti i sarcini mici. Calculatorul reactualizeaz presiunea atmosferic: La fiecare punere a contactului, La fiecare apsare pn la capt a pedalei de acceleraie (mai puin la turbo ) De fiecare dat cnd presiunea din colector este mai mare dect presiunea atmosferic memorat (mai puin turbo).

36

Captorul temperatur ap motor Captorul de temperatur informeaz calculatorul de injecie asupra temperaturii lichidului de rcire. Este compus dintr-o dulie filetat care conine o rezisten pe baz de semiconductor (termistor) avnd caracteristica CTN sau CTP. Temperatura lichidului de rcire exercit o mare influen asupra consumului de carburant.O sond de temperatur integrat n circuitul de rcire msoar temperatura motorului i transmite un semnal electric ctre calculator. Calculatorul exploateaz valoarea rezistenei care variaz funcie de temperatur.n plus calculatorul poate adopta strategii particulare ( imbogirea amestecului la rece ) 1 Conector. 2 Corp. 3 Termistor

Fig.5.24. Traductorul de temperatur ap

Senzorul de detonaii Este constituit dintr-un corp care este nurubat n chiulas sau n blocul motor i care n interiorul su are un disc din ceramic piezo-electric comprimat de o mas metalic meninut de un inel elastic. Masa metalic este supus vibraiilor motorului i comprim mai mult sau mai puin elementul piezo-electric. Acesta din urm emite impulsuri electrice care sunt trimise spre calculator. n cazul existenei detonaiilor, apar vibraii de o anumit frecven care se transform n impulsuri electrice de acceai frecven. Calculatorul primete aceste informaii, detecteaz unde s-a produs detonaia i corecteaz avansul necesar pentru fiecare cilindru. Apoi, dac fenomenul nu mai este sesizat de senzor, calculatorul readuce, puin cte puin, avansul la valoarea inial din cartogram urmnd o strategie bine determinat. 1 Blindaj.2 Corp.3 urub.4 Element piezo. 5 Mas metalic. Fig.5.27. Senzor de detonaii

37

Principiul senzorilor piezo-electrici se bazeaz pe urmtorul fenomen :un oc, adic o variaie de presiune, pe un corp ceramic sau cu o structur cristalin provoac apariia unei diferene de potenial la extremitile corpului ( sau o variaie a rezistenei n cazul piezo-rezistiv ) n funcie de direcia ocului primit. Fenomenul este reversibil.Adic o tensiune aplicat unui cristal va povoca deformarea acestuia din urm.

Fig.5.28. Senzor piezo-electric principiu de funcionare n caz de pan la acest senzor, calculatorul va reduce cu cteva grade avansul la aprindere. Tensiunea bateriei Tensiunea bateriei este folosit de calculatorul de injecie pentru a cunoate tensiunea n sistemul electric al autovehiculului. O baterie furnizeaz o tensiune nominal de 12V. n funcie de condiiile de funcionare, aceast tensiune poate s varieze ntre 8 i 16 V i influeneaz timpul de deschidere mecanic al injectoarelor, deci cantitatea de carburant injectat. Timpul de deschidere scade pe msur de tensiunea bateriei crete. Pentru a evita acest lucru i deci de a pstra timpul mecanic de deschidere constant, timpul de injecie real aplicat la injectoare este corectat funcie de tensiunea bateriei. Aceast informaie tensiune poate de asemenea s aib scopul de a crete, dac este nevoie, regimul de relanti pentru a mbunti ncrcarea bateriei (muli consumatori n funciune). Informaia vitez vehicul Are rolul de a informa calculatorul asupra vitezei vehiculului. Informaia este preluat de la un generator de impulsuri plasat pe cablul kilometrajului, sau pe sistemele noi, informaia provine de la calculatorul de ABS, care informeaz celelalte calculatoare de viteza vehiculului.

38

Sonda de oxigen ( sonda ) Rolul su este de a informa calculatorul despre coninutul de oxigen din gazele de eapament. Un senzor denumit senzor de oxigen sau sonda lambda. Este montat pe galeria de eapament sau n apropiere de intrarea catalizatorului.

Fig.5.29. Sonda de oxigen lambda n fig.5.29: 1 Teac de protecie. 2 Element ceramic. 3 Filet. 4 Dulie de contact. 5 Dulie de protecie. 6 Conectori electrici. 7 Ceramic scldat de gaze de eapament. 8 Ceramic scldat de aer curat. 9 Rezisten de nclzire.

Funcionarea sondei se bazeaz pe faptul c ceramica utilizat conduce ionii de oxigen la temperaturi mai mari de 300C. n anumite faze de funcionare dac temperatura sondei este insuficient, ea este nczit electric. Calculatorul de bord Este elementul care centralizeaz ansambul informaiilor provenind de la senzori, pe care le analizeaz i le compar. Poate astfel s determine caracteristica semnalelor care s-i permit comanda diferitelor pri active ale sistemului. n vederea mentenanei sau a reparaiei sistemului, cteva operaii pot fi executate: Centralizarea informaiilor i memorarea defectelor pentru a permite citirea cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic. Comanda a diferii actuatori cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic. Pe anumite vehicule este chiar posibil reprogramarea softului calculatorului pentru a modifica anumii parametri. Reglarea mbogirii Pentru a obine o bun eficacitate a catalizatorului, amestecul aer-benzin furnizat motorului trebuie s aib o mbogire constant i aproape de raportul stoechiometric. Pentru aceasta, se utilizeaz o sond lambda. Reglarea imbogirii servete la buna funcionare a catalizatorului.

39

Fig.5.32. Schema de principiu Definiia mbogirii i a lui LambdaD ozaj stoichiom e tric(ideal )= m asa carburantu lui (teoretica m asa de aer (teoretica ) )

(5.4) mbogirea este un raport ntre dozajul real i cel ideal. Un amestec srac (R1) conine mai mult carburant.Dozaj real Dozaj stoichiom e

Im bogatire

=

tric

(5.5)

Dozajul de randament (1/18) : Acest dozaj n exces de aer, permite arderea complet a benzinei ce intr n camera de ardere. Este utilizat la sarcini medii i mari Dozajul de putere (1/12) : Acest dozaj cu exces de benzin permite creterea vitezei arderii. Este utilizat atunci cnd se dorete maximum de putere a motorului n situaia Picior Apsat Complet, n reprize i la relanti. Amestec srac : 15/18 = 0,85 MBOGIRE < 1. Amestec bogat : 15/12 = 1,224 MBOGIRE > 1. Lambda este un raport ntre dozajul ideal i cel real. Un amestec srac (>1) conine mai mult aer iar (