Sistemi Za Dobavu Goriva - Skripta

5/25/2018 Sistemi Za Dobavu Goriva - Skripta

1/15

1

STVARENJE SMJESE KOD OTO MOTORA

Pripremanje smjee gorivo-zrak se kod oto motora vri izvan cilindra motora, a zavretakstvaranja

smjee i njena priprema za paljenje elektrinom varnicom se vri u cilindrima motora za vrijeme

taktova usisavanja i sabijanja. Cilj je da se svaki cilindar motora napuni takvom smjeom gorivai zraka koja se moe zapaliti i ekonomino sagorijevati bez tetnih posljedica po motor. Uidealnom sluaju ova smjeamora biti potpuno homogena i gorivo se mora nalaziti u gasnomstanju. Za pravilan rad motora jako je vaan odnos zraka i goriva u smjei, jer gorivo se moezapaliti i goriti samo u sluaju, kada se ovaj odnos nalazi u odreenim granicama.Smjea goriva i zraka, u kojoj su odmjerene koliine goriva i zraka u tavom meusobnomodnosu da bi nakon sagorijevanja izgorjela cjelokupna koliina goriva i utroila se cjelokupnakoliina kiseonika izzraka naziva se stehiometrijska, teorijska ili normalna smjea. Definie sesa tzv. Stehiometrijskim odnosom zrak/gorivo.

. Za stehiometrijsku smjeu zrak benzin je lo = 14,9 kg

zraka/kg benzina, a za smjeu zrak-benzol je lo = 13,5 kg zraka/kg benzola.Odstupanje stvarno usisne koliine zraka od minimalno potrebne za potpuno sagorijevanjegoriva

definisano je koeficijentom vika zraka (ekvivalentni odnos). Kod stehiometrijske smjee =1. Ako nakon sagorijevanja u produktima sagorijevanja ostane nesagorijelog goriva onda se radio bogatoj smjei < 1, a ako ostane neutroenog kiseonika radi se o siromanoj smjei > 1.Granica teinskih odnosa nakon kojih vie nije mogue upaljenje smjee zovu se graniceupaljenja smjee. Kao granice upaljenja smjee zrak-benzin u jednocilindrinom motoru sudobiveni sljedei teinski odnosi 6 : 1 kaogranica upaljenja bogate smjee, 20 : 1 kao granicaupaljenja siromane smjee, to odgovararespektivno vrijednostima = 0,4 i = 1,35.Nemogunost paljenja suvie bogate smjee, do koje se dolazi ili poveanjem koliine goriva ili

smanjenjem koliine zraka u odnosu na granicu upaljenja, javlja se kao posljedica suvie malekoliinezraka, jer se zapali samo mala koliina goriva, koja potroi sav raspoloivi kiseonik, tese plamen zbog nedostatka kiseonika (nemogunost daljeg sagorijevanja goriva) gasi.Nemogunost paljenja siromane smjee preko granice upaljenja dolazi kao posljedica velikeudaljenosti estica goriva i prevelikihkoliina zraka oko svake estice goriva. Tako, pri paljenjusiromane smjee, razvijena toplota naelektrodama svjeice nije dovoljna da zagrije veliku masuzraka do temperature potrebne za paljenje ostalih dijelova smjee koji su udaljeni od svjeice izato se smjea ne moe upaliti. Pojam bogata ilisiromana smjea zasniva se na koliini goriva,a ne koliini zraka, u odnosu na teorijsku koliinu. To znai da u bogatoj smjei postoji viakgoriva u odnosu na koliinu goriva u teorijskoj smjei.U uslovima sagorijevanja smjee benzin zrak kod viecilidrinih motora ranije napomenuti odnosi za granice upaljenja ne vae zbog

nejednake raspodjele smjee na pojedine cilindre pa je raspon znatno ui. Maksimalnevrijednosti srednjeg indiciranog pritiska se javljaju pri vrijednostima = 0,8 0,9. Nasavremenim motorima s karburatorom gorivo se dozira tako da je sastav smjee koja ulazi ucilindar u granicama 0,8 < < 1,15 to sa stanovita emisije toksinih komponenti, pa iekonominosti nepredstavlja optimalne vrijednosti. Rad motora u podruju =1,0 1,15obezbjeuje potpuno, ekonomino i stabilno sagorijevanje, dok rad motora na reimima punesnage zahtijeva vrijednosti = 0,8 1,0.Osnovna ema instalacije za napajanje oto-motora sa lakim gorivom, kakva se najee koristi na


2/15

2

automobilu, prikazana je na slici 4-1 . Na emi su naznaeni osnovni elementi instalacije iodnose se, sa jedne strane na dovod goriva, a s druge strane, na dovod zraka. Obje osnovne

komponente se sastaju u karburatoru (13). Smjea koja dalje protie kroz usisnu instalacijusastoji se iz kapljica goriva koje isparavanju, para goriva i zraka.

Gorivo moe da se dovede u karburator prinudnim putem (sa pumpom), kako je prikazano na,

slici 4-1, ili slobodnim padom. Izbor naina dovoda goriva zavisi od smjetaja spremnika zagorivo i karburatora na motoru, namjene motora i drugih faktora. Prilikom dovoda gorivaslobodnim padom visinska razlika izmeu take u1aza goriva u karburator i najnieg nivoagoriva u spremniku mora biti najmanje od 300 do 500 mm kako bi bio obezbijeen normalanrad motora kod svih moguih poloaja vozila.

1cijev za punjenje, 2lijevak, 3oduna cijev za zrak, 4 spremnik za gorivo, 5 mjeranivoa goriva, 6 slavina, 7 odvodna cijev, 8 preista goriva, 9 pumpa za dobavu, 10 regulator pritiska (prelivni ventil), 11preista zraka,12priguiva buke, 13 karburator, 14elektrini pokaziva nivoa,15ep za isputanje goriva, 16 usisna korpa

ema instalacije za napajanje gorivom automobilskog oto-motora

Prilikom rada motora u taktu usisavanja u cilindru se stvara podpritisak i zrak kroz preistazraka (11) i priguiva buke (12) dolazi do karburatora (13). Sa druge strane napojna pumpa (9)kroz preista goriva (8) povlai gorivo iz rezervoara (4) i preko prelivnog ventila (10)transportuje ga do karburatora (13). Na taj nain do karburatora je doveden zrak i gorivo a samkarburator mora da izvri mijeanjegoriva i zraka u omjeru koji zavisi od reima rada motora alitako da ostvari ekoniminu potronju goriva na srednjim optereenjima i brojevima obrtaja,

zatim da obezbjedi mogunost postizanja maksimalne snage i pri punom optereenju te da ucjelokupnom radnom podruju obezbjedi stabilan radmotora ukljuujui i prazan hod.Na slici 4-2 prikazana je zavisnost efektivne snage i efektivne specifine potronje u funkciji odkoeficijenta vika zraka (tzv. regulatorske karakteristike). Iz slikese jasno vidi da se optimalnaekoniminost postie u zoni siromane smjee ( 0,95). Ova ispitivanja su izvrena zakonstantan broj obrtaja i razliite otvore leptira. Sa slike se vide poloaji maksimuma snage iminimuma potronje goriva. Iz toka krivih se vidi da sa poveanjem snaga u poetku raste,dostie svoj maksimum, a zatim se smanjuje. Specifina potronja goriva se sa porastom


3/15

3

smanjuje, dostie svoj minimum a zatim raste.Svaka taka regulatorske karakteristike (sl. 4-2)snima se pri ustaljenom toplotnom reimu motora,optimalnom uglu predpaljenja, konstantnombroju obrtaja i nepromjenjenom poloaju leptira. Pri takvim uslovima potronja zraka se nemijenja. Prelaz od jedne take na drugu vri se promjenom koliinegoriva koja istie kroz sisak.Ova promjena se obino ostvaruje specijalnom podeavajuom iglom koja smanjuje popreni

presjek siska. Pri smanjenju poprenog presjeka siska smanjuje se koliina gorivakoja istie, todovodi do snienja broja obrtaja pri istovremenom osiromaenju smjee. Sniavajuioptereenjeuspostavlja se prethodni broj obrtaja uz pronalaenje optimalnog ugla predpaljenja.Oigledno jesa sl. 4-2 da se sastav smjee pri kome se postie maksimalna snaga ne poklapa sa sastavomsmjee pri kojoj se postie minimalna potronja. Ako take razliitih krivih koje odgovaraju maksimalnoj snazi spojimo dobije se kriva Pe max, ako se spoje take koje odgovarajuminimalnim potronjama goriva dobije se kriva ge min. Na taj nain kriva Pe max odgovarasastavu smjee kojiobezbjeuje maksimalnu snagu, a kriva ge min maksimalnu ekonominost.Ako bi se karburator naregulisao tako da se omogui rad pri kome bi se dobila maksimalnaekonominost, jasno je da se pritakvoj regulaciji ne bi mogla ostvariti maksimalna snaga. Ako bi se karburataor naregulisao

premamaksimalnoj snazi motora, tada gorivo ne bi potpuno sagorijevalo ( < 1) i rad motora bi bioneekonomian.


4/15

4


5/15

5


6/15

6


7/15

7


8/15

8


9/15

9

UBRIZGAVANJE GORIVA KOD DIESELOVOG MOTORA

14.1. UVODPriprema gorive smjese u najveoj mjeri utjee na potronju goriva, emisiju tetnih tvari u

ispunim plinovima i na buku izgaranja Dieselovog motora. Na pripremu gorive smjese imaveliki utjecaj ureaj za ubrizgavanje goriva iji su glavni sastavni dijelovi: viskotlana pumpa za ubrizgavanje goriva, visokotlani cjevovodi i brizgaljke.Vie znaajnih veliina utjee na pripremu gorive smjese i na tijek izgaranja u motoru. To su: poetak dobave i poetak ubrizgavanja trajanje i tijek ubrizgavanja (zakon ubrizgavanja) tlak ubrizgavanja smjer i broj mlazeva goriva viak zraka i njegovo vrtloenje u cilindru.

Da bi mogao obavljati svoje zadae, ureaj za ubrizgavanje je opremljen s dva regulatorakoji mogu biti mogu biti mehaniki ili elektroniki. To su: regulator predubrizgavanja ili regulator poetka ubrizgavanja:uzima u obzir zakanjenje ubrizgavanja i zakanjenje paljenja, regulator brzine vrtnje motora:titi motor od brzinskog preoptereenja, a ako je svereimski tada i odrava namjetenu brzinu vrtnje.Pored toga, ureaj za ubrizgavanje mora omoguiti i upravljanje snagom motora, odnosnonjenu regulaciju. I ovi ureaji mogu biti mehaniki ili elektroniki.UREAJI ZA UBRIZGAVANJE GORIVATijekom zadnje dekade dvadesetoga stoljea Dieselov motor s izravnim ubrizgavanjem i u

automobilskoj je industriji preuzeo vodstvo, zahvaljujui nioj potronji goriva od motora s komorom, i tako se jo jednom potvrdio kao najekonominiji toplinski stroj uope. Istovremeno s ovim prodorom, pod pritiskom sve stroih propisa o dozvoljenoj tetnoj emisijiispuha, uvedeni su elektroniki sustavi regulacije ubrizgavanja goriva i rada cjelokupnogmotora poznati pod skraenim nazivom EDC (engl. Electronic Diesel Control). Kod njih suisto mehaniki upravljaki ureaji1 i pojedini sklopovi zamijenjeni mehatronikim regulatorima pri emu su u svojim osnovnim oblicima zadrane postojee mehanike pumpeza ubrizgavanje. Konano se 1997. godine kao rezultat visokog stupnja razvoja na mnogimtehnikim podrujima pojavio na motorima s izravnim ubrizgavanjem tada novi sustav zaubrizgavanje goriva Common Rail.

Treba napomenuti da novi ureaji za ubrizgavanje omoguuju znatno niu potronju goriva i

daleko niu tetnu emisiju ali su i za red veliine osjetljiviji na istou goriva. I najmanjekoliine vode i taloga u gorivu pogubne su za pumpe novih motora s izravnim ubrizgavanjem,dok bi u starima, s komorom, prole neopaeno i bez ikakvih posljedica.1 Iako je za ove mehanike ureaje uobiajen naziv regulatori, oni to zapravo nisu jer imnedostaje povratna

veza s informacijom o koliini ubrizganoga goriva. to se tie informacije o brzini vrtjne, odmehanikihregulatora nju daje samo svereimski regulator.


10/15

10

PUMPAVISOKOTLANI CJEVOVOD BRIZGALJKA

Kod ovog se ureaja primjenjuje redna ili pojedinana pumpa, ili pak razdjelna pumpa,spojena visokotlanim cjevovodom s brizgaljkom. Osnovu pumpe ini pumpni element s razvodnim klipom koga pokree brijeg bregastoga vratila koje dobiva pogon od koljenastogavratila (kod 4T-motora: nKV : nBV = 2 :1). Zakretanjem klipa pumpe pomou ozubljeneregulacijske poluge na koju djeluju papuica snage i mehaniki centrifugalni regulator ilimehantroniki postavni lan (aktuator) spojen s pedalom, mijenja se koliina ubrizganogagoriva. Zakretanjem bregastog vratila pumpe u odnosu na pogonski zupanik sparen skoljenastim vratilom mijenja se poetak ubrizgavanja. Kod starijih konstrukcija regulacija1 je mehanika a kod novijih elektronikaZakanjenje ubrizgavanja u ureaju: klipna pumpa viskotlani cjevovod brizgaljka. Zakanjenje je vremenski razmak od poetka dobave PD (lijevo, gore) do poetka

ubrizgavanja PU (lijevo, dolje). U visokotlanoj klipnoj pumpi koliina ubrizganog goriva semijenja zakretanjem klipa (4) pomou nazubljene regulacijske poluge (5). Poetak dobave PDpoinje kada klip (4) svojim gornjim bridom zatvori otvore za dovod goriva (2) na cilindru (1)pumpnog elementa i traje sve dok razvodni brid (3) ne otvori donji rub otvora

Tok tlaka u brizgaljci se znatno razlikuje od toka tlaka u pumpnom elementu a te su razlike

uzrokovane elementima koji sudjeluju u ubrizgavanju: brijeg, pumpni element, ventil zarastereenje, visokotlani cjevovod i brizgaljka. Kod viih brzina vrtnje naroito velikozakanjenje ubrizgavanja uzrokuje dugaki visokotlani cjevovod u kojem tlani val putujebrzinom zvuka od pumpnog elementa prema brizgaljci (za to mu treba vrijeme tC), tamo sereflektira i ide natrag. Da bi se na minimum smanjile meusobne razlike goriva po cilindrima,visokotlani cjevovodi se izrauju od posebnih, preciznih cijevi i svi moraju biti iste duljine.

U tom je pogledu bolji pumpabrizgaljka kod koje nema visokotlanog cjevovoda.Trajanje ubrizgavanja je neto krae kod motora s izravnim ubrizgavanjem gdje su tlakoviubrizgavanja nekoliko puta vei (kod nazivne brzine vrtnje: 25...30KV) nego kod motora skomorom.

14.2.1.3. RegulatoriRegulator predubrizgavanja

Zakanjenje paljenja naroito dolazi do izraaja kod veih brzina vrtnje. Ako bi kut poetkaubrizgavanja stalno bio isti, kod veih brzina bi upaljivanje goriva poelo prekasno. Zbogtoga regulator predubrizgavanja pomie poetak ubrizgavanja, ovisno o brzini vrtnje motora,a pritom se uzima u obzir i zakanjenje ubrizgavanja.Vanjski pogonski zupanik je uvren na kuite regulatora (2) i spregnut s radilicom

motora. Pomou pominih utega (5) i ekscentara (3) i (4), kuite (2) je povezano s glavinom(1) bregastog vratila pumpe za ubrizgavanje. Pod djelovanjem centrifugalne sile utezi stiuopruge i razmiu se, pa zakreu glavinu bregastog vratila u smjeru okretanja, u odnosu nazupanik. To znai da pri veoj brzini vrtnje ubrizgavanje poinje ranije, to i je zadaaregulatora.Regulator brzine vrtnje

Opasnost od brzinskog preoptereenja. Momentna krivulja Dieselovog motora, naroito nenabijenog, vrlo sporo opada s poveanjem brzine vrtnje, pa bi opala na nulu tek kad bi


11/15

11

brzina vrtnje dostigla viestruku vrijednost brzine nazivne brzine. Takvo mehanikooptereenje motor ne bi izdrao. Ta se opasnost naroito pojavljuje kod naglog rastereenjamotora, kada dolazi do naglog poveanja njegove brzine vrtnje. Zato regulator iznad nazivnebrzine vrtnje naglo smanjuje koliinu ubrizgavanoga goriva i ne onemoguuje poveanjebrzine vrtnje iznad nmax.

Postoje dvije vrste regulatora s obzirom na zadae koje obavljaju (slika 14.7.):dvoreimski regulator: ograniava najveu (da se motor ne razleti) i najmanju brzinuvrtnje (da se ne zaustavi)

svereimski regulator: ograniava najveu i najmanju brzinu vrtnje te jo odrava inamjetenu brzinu vrtnje bez obzira na optereenje (npr. kod motora za pogonelektrinih generatora izmjenine struje).


12/15

12


13/15

13


14/15

14


15/15

15

Elektronika regulacija EDC (EDC Electronic Diesel Control):raunalo (kompjuter) regulira koliinu goriva (mG), poetak i kraj ubrizgavanja (KV)tebrzinu vrtnje motora, uzimajui u obzir itav niza radnih parametara (primjerice ak itoplinsko rastezanje dijelova pumpe pa ak i samoga goriva).Bitno: kod regulacije postoji zatvoreni regulacijski krug s povratnom vezom za

dojavu o stvarnoj (izmjerenoj) vrijednosti regulirane veliine. Regulacijski ureaj stalnousporeuje stvarnu i potrebnu vrijednost regulirane veliine, te vri potrebne korekcije stvarne vrijednosti.

Rezultat: zadovoljavanje najstroih normi o doputenoj tetnoj emisiji ispunih plinova

14.2.1.4. Elektroniki regulacijski ureaj - EDCElektroniki regulacijski ureaj EDC uzima u obzir itav niz radnih parametara motora amoe se kombinirati s bilo kojom pumpom za ubrizgavanje. EDC upravlja radomcjelokupnog motora. Ukoliko je na vozilo ugraen neki od sustava za poboljanje trakcijeTCS (Traction Control System) ili dinamike stabilnosti vozila ESP (Electronic StabilityProgram), ili kod tekih teretnih vozila sustav za regulaciju ovjesa ECAS (Electronically

Controlled Air Suspension), tada je EDC hijerarhijski podreen ovim sustavima. Osim vrlotone regulacije koliine ubrizgavanoga goriva, EDC moe osiguravati i sigurnost pogonamotora. U sluaju otkazivanja pojedinih funkcija (npr. kod neispravnosti osjetnika), ili kodpojave kvara koji ugroava sigurnost, sustav se prebacuje u sigurnosni nain rada sasmanjenom snagom motora koja je dovoljna da vozilo doe do servisne radionice.

Documents

Sistemi Za Dobavu Goriva - Skripta