Sistem za paljenje smeše

U ovoj lekciji biće obrađen sistem za paljenje smeše kod OTO motora. Za razliku od dizel motora, kod kojih nije potrebna varnica da bi se smeša zapalila na kraju drugog takta (takt sabijanja), već se smeša samozapali prilikom ubrizgavanja goriva u cilindar, kod OTO motora je neophodno ostvariti varnicu kako bi došlo do paljenja smeše.

Drugim rečima, kod benzinskih motora smeša goriva i vazduha se ne može sama zapaliti, već joj je potrebna spoljašnja inicijacija – varnica na svećici. Tu ulogu ima sistem za paljenje.

Da bi motor pravilno radio, varnica mora da se javi:

• u tačno određenom trenutku (ugao paljenja)
• dovoljne jačine (visok napon)
• u svakom cilindru u odgovarajućem redosledu

Tokom rada motora, smeša goriva i vazduha ulazi u cilindar usled podpritiska koji nastaje kretanjem klipa. Nakon zatvaranja usisnog ventila, klip se kreće naviše i sabija smešu.

Neposredno pre nego što klip dostigne gornju mrtvu tačku (GMT), dolazi do paljenja smeše. Ovaj trenutak naziva se ugao paljenja i precizno je određen od strane proizvođača motora.

Upravo u tom tačno određenom trenutku, na svećici se javlja varnica koja pali sabijenu smešu i započinje proces sagorevanja, odnosno ekspanzije.

Osnovni delovi sistema

• akumulator – izvor električne energije
• bobina (indukcioni kalem) – transformiše nizak napon u visok
• razvodnik – raspoređuje visoki napon po cilindrima
• svećica – stvara varnicu
• prekidač (platine ili elektronski sistem)
• kondenzator

Osnovni zadatak svih ovih elemenata je da zajedničkim radom obezbede pojavu varnice u tačno određenom trenutku rada motora.

Kako nastaje varnica (princip rada)

Visoki napon na svećici, koji stvara varnicu, potiče iz bobine (indukcionog kalema). Bobina je povezana sa akumulatorom i prekidačem (platinama), i u njoj se odvija proces elektromagnetne indukcije.

Dva priključka na bobini formiraju strujni krug: jedan je povezan na pozitivni pol akumulatora, a drugi na masu (negativni pol), preko prekidača.

Kada su kontakti prekidača zatvoreni, kroz primarni namotaj bobine teče struja i stvara se magnetno polje.

U trenutku paljenja, kontakti prekidača se naglo razdvajaju, čime dolazi do prekida struje i naglog nestanka magnetnog polja.

Tada se u sekundarnom namotaju bobine indukuje visoki napon (oko 15.000 V ili više), koji se preko visokonaponskog kabla dovodi do svećice.

Između elektroda svećice preskače varnica, koja pali sabijenu smešu goriva i vazduha.

1. Struja teče kroz bobinu
2. Stvara se magnetno polje
3. Prekid struje ruši magnetno polje
4. Indukuje se visok napon
5. Varnica pali smešu

Uloga kondenzatora

U sistemima sa platinskim prekidačem, kondenzator ima veoma važnu ulogu. On je povezan paralelno sa kontaktima prekidača.

Pri otvaranju kontakata, bez kondenzatora bi došlo do pojave varnice između kontakata prekidača, što bi izazvalo:

• brzo habanje kontakata
• gubitak energije
• slabiju varnicu na svećici

Kondenzator apsorbuje taj napon i sprečava varničenje na kontaktima, čime omogućava:

• brži prekid struje
• jači indukovani napon
• duži vek trajanja prekidača

Ugao pretpaljenja

Varnica se ne javlja tačno u gornjoj mrtvoj tački (GMT), već nešto ranije – to se naziva ugao pretpaljenja.

Ako bi se paljenje desilo tačno u GMT:

• sagorevanje bi kasnilo
• pritisak ne bi delovao optimalno na klip
• snaga motora bi bila manja

Zato se varnica javlja ranije, kako bi maksimalni pritisak nastao neposredno nakon prolaska klipa kroz GMT, kada klip počinje da se kreće naniže.

Vrste sistema paljenja

1. Klasično (platinsko)

• jednostavna konstrukcija
• niska cena
• mehaničko habanje kontakata

2. Tranzistorsko

• manje habanje
• veća pouzdanost
• delimično elektronsko upravljanje

3. Elektronsko

• visoka preciznost paljenja
• nema mehaničkog habanja
• upravljanje pomoću senzora i ECU

Poređenje sistema

Klasično        – jednostavno, ali podložno habanju
Tranzistorsko   – pouzdanije, manje održavanja
Elektronsko     – najpreciznije i najefikasnije

Značaj pravilnog paljenja

Nepravilan rad sistema paljenja može izazvati ozbiljne probleme u radu motora:

• gubitak snage
• povećanu potrošnju goriva
• nepravilan rad (preskakanje paljenja)
• moguća oštećenja motora

Zaključak

Sistem za paljenje smeše je jedan od ključnih sistema kod OTO motora. Njegov zadatak je da obezbedi varnicu u tačno određenom trenutku, čime omogućava pravilno i efikasno sagorevanje smeše.

Pokušaj sam

• Zašto dizel motor nema svećicu?
• Šta se dešava ako je ugao pretpaljenja prevelik?
• Koja je uloga bobine u sistemu?
• Zašto je elektronsko paljenje preciznije od klasičnog?

Istorijski razvoj sistema paljenja

Razvoj sistema paljenja pratio je razvoj motora i elektronske tehnologije. Od jednostavnih mehaničkih sistema do današnjih potpuno elektronskih rešenja, cilj je uvek bio isti – što preciznije i pouzdanije stvaranje varnice.

Razvoj kroz vreme

• Magnetno paljenje – prvi sistemi, nezavisni od akumulatora
• Baterijsko (klasično) paljenje – široka primena u automobilima
• Tranzistorsko paljenje – prelaz ka elektronici
• Elektronsko paljenje (ECU) – savremeni standard

Do sredine 1970-ih većina vozila koristila je klasično paljenje sa platinama, dok su kasnije elektronski sistemi potpuno preuzeli primat.

Danas se paljenje u potpunosti kontroliše elektronski, uz pomoć senzora i ECU jedinice, što omogućava veliku preciznost i pouzdanost rada motora.

Uporedni pregled sistema paljenja

Šta se danas koristi?

Savremeni benzinski motori koriste isključivo elektronsko paljenje, bez mehaničkih delova poput razvodnika i platina.

• svaka svećica ima svoju bobinu (coil-on-plug)
• ECU određuje trenutak paljenja
• koriste se senzori radilice i bregaste

Savremeni sistemi paljenja

Razvojem automobilske industrije došlo je do prelaska sa klasičnog (mehaničkog) sistema paljenja na savremene elektronski upravljane sisteme.

Osnovni princip stvaranja varnice je ostao isti, ali je način upravljanja paljenjem značajno unapređen.

Tranzistorsko paljenje

Tranzistorsko paljenje predstavlja značajan korak u razvoju sistema za paljenje, jer uklanja glavne nedostatke klasičnog (platinskog) sistema. Umesto da mehanički prekidač direktno prekida veliku struju kroz bobinu, tu ulogu preuzima tranzistor.

Princip rada

Kod ovog sistema, platine (ako postoje) više ne prekidaju glavnu struju, već služe samo kao upravljački element (daju signal tranzistoru). Kroz njihove kontakte tada protiče veoma mala struja (reda mA), dok glavnu struju kroz bobinu preuzima tranzistor.

1. Kroz primarni namotaj bobine teče struja
2. Stvara se magnetno polje
3. Platine ili senzor šalju signal tranzistoru
4. Tranzistor naglo prekida struju kroz bobinu
5. Magnetno polje se ruši
6. Indukuje se visok napon
7. Na svećici nastaje varnica

Za razliku od klasičnog sistema, gde brzina prekida zavisi od mehaničkog razdvajanja kontakata, ovde je prekid gotovo trenutan i nezavisan od mehanike.

Uloga tranzistora

Tranzistor u ovom sistemu radi kao elektronski prekidač:

• propušta ili prekida struju kroz bobinu
• podnosi velike struje (više ampera)
• omogućava vrlo brz i precizan prekid struje

U trenutku kada tranzistor prekine struju kroz primarni namotaj, magnetno polje se naglo ruši, što stvara uslove za pojavu visokog napona u sekundarnom namotaju bobine i pojavu varnice na svećici.

Zahvaljujući tome:

• kroz platine (ako postoje) prolazi samo mala struja (mA)
• nema varničenja i habanja kontakata
• kontakti ne nagorevaju i ne menjaju zazor
• podešavanje ostaje stabilno tokom rada

Još jedna važna prednost je da jačina primarne struje više nije ograničena mogućnostima kontakata, pa se u bobini može akumulirati veća energija, što doprinosi jačoj varnici.

Takođe, zbog brzog prekida struje, nema smanjenja sekundarnog napona ni pri malim obrtajima motora, što poboljšava rad motora u svim režimima.

Kako tačno tranzistor stvara varnicu?

Suština rada tranzistorskog paljenja je u naglom prekidanju struje kroz primarni namotaj bobine.

Struja TEČE → stvara se magnetno polje
Struja SE NAGLO PREKIDA → polje se RUŠI
→ nastaje visok napon → varnica

U klasičnom sistemu to rade platine (sporije i uz varničenje), dok u tranzistorskom sistemu:

• tranzistor radi kao brzi elektronski prekidač
• može trenutno prekinuti struju od više ampera
• prekid je vrlo „oštar” → jača indukcija → jača varnica

Zbog toga što tranzistor prekida struju elektronski (bez mehaničkog razdvajanja), prekid je mnogo brži i precizniji nego kod platina.

Kada platine ili senzor pošalju mali signal:

signal → tranzistor SE ZATVARA → struja naglo prestaje
→ magnetno polje kolabira → indukuje se visok napon

Važno je da se struja prekine naglo, jer brza promena magnetnog polja stvara visok napon u sekundarnom namotaju bobine.

Pošto kroz upravljačke kontakte prolazi samo mala struja, nema pojave varničenja niti oštećenja kontakata, a sistem zadržava stabilne karakteristike tokom rada.

Vrste tranzistorskog paljenja

1. Polutranzistorsko (sa platinama)

• platine i dalje postoje, ali rade sa malom strujom
• kondenzator više nije potreban
• produžen vek trajanja kontakata

Platinski prekidač u ovom slučaju više ne prekida glavnu struju bobine, već samo šalje upravljački impuls tranzistoru. Tranzistor zatim preuzima ulogu prekidača i vrši nagli prekid struje.

Pošto kroz platine prolazi veoma mala struja:

• nema varničenja između kontakata
• nema nagorevanja
• nije potrebno često podešavanje zazora

2. Beskontaktno tranzistorsko paljenje

• nema platina
• nema mehaničkog habanja
• koriste se senzori (induktivni, Hall-ov senzor)
• precizno određivanje trenutka paljenja

U ovom sistemu mehanički prekidač je potpuno zamenjen senzorom, koji detektuje položaj radilice ili bregaste osovine.

Najčešće se koristi:

• induktivni senzor – generiše napon promenom magnetnog polja
• Hall-ov senzor – reaguje na promenu magnetnog polja

Senzor je obično povezan sa nazubljenim točkom ili rotorom, koji se okreće zajedno sa motorom. Prolaskom zuba ili oznaka pored senzora generišu se impulsi.

okretanje radilice → senzor daje impulse
→ tranzistor uključuje/isključuje struju
→ bobina stvara varnicu u pravom trenutku

Na osnovu ovih impulsa, tranzistorski modul ili ECU određuje tačan trenutak prekida struje kroz bobinu.

Prednosti u odnosu na klasično paljenje

• nema elektroerozije kontakata
• duži vek trajanja sistema
• jača i stabilnija varnica
• bolji rad pri visokim obrtajima
• veća energija u bobini

Glavni razlog ovih prednosti je u tome što tranzistor omogućava brz i precizan prekid struje, bez mehaničkih ograničenja.

Kod klasičnog sistema:

• platine se sporije razdvajaju
• dolazi do varničenja
• deo energije se gubi

Kod tranzistorskog sistema:

• prekid struje je trenutni (elektronski)
• nema gubitaka na kontaktima
• više energije ostaje u magnetnom polju bobine

Zbog bržeg prekida struje, promena magnetnog polja je intenzivnija, što direktno dovodi do većeg napona u sekundarnom namotaju.

Nedostaci

• kod polutranzistorskog sistema i dalje postoji mehaničko habanje (platine)
• sistem je složeniji i zahteva elektronske komponente
• osetljivost na kvarove elektronskih elemenata (tranzistor, modul)

U slučaju kvara tranzistora ili modula, sistem često prestaje da radi, za razliku od klasičnog sistema gde kvar može biti postepen.

Zaključak

Tranzistorsko paljenje predstavlja prelaz između klasičnog i modernog elektronskog paljenja. Ono značajno povećava pouzdanost sistema, smanjuje potrebu za održavanjem i poboljšava rad motora.

Posebno dolazi do izražaja kod:

• viših obrtaja motora
• zahteva za stabilnim sagorevanjem
• modernijih konstrukcija motora

Napredno: Kako tranzistor zaista radi u sistemu paljenja?

U tranzistorskom paljenju tranzistor se koristi kao brzi elektronski prekidač. Najčešće se koristi NPN tranzistor u konfiguraciji „low-side switch”.

Osnovni priključci tranzistora

• Baza (B) – upravljački ulaz (mala struja ili napon)
• Kolektor (C) – dovodi struju iz bobine
• Emiter (E) – povezan na masu (−)

Kako je povezan u sistemu paljenja?

+12V → bobina → kolektor tranzistora
emiter → masa (−)
baza → signal (platine ili ECU)

Rad tranzistora (uključen / isključen)

1. Kada baza dobije signal (tranzistor uključen):

baza aktivna → tranzistor PROVODI
→ struja teče kroz bobinu
→ stvara se magnetno polje

2. Kada signal nestane (tranzistor isključen):

baza neaktivna → tranzistor NE PROVODI
→ struja se naglo prekida
→ magnetno polje kolabira
→ indukuje se visok napon → varnica

Zašto se koristi NPN tranzistor?

• lakše upravljanje iz ECU-a (pozitivni signal)
• jednostavnija i pouzdanija konstrukcija
• brzo prebacivanje između uključenog i isključenog stanja

Na ovaj način tranzistor omogućava preciznu kontrolu trenutka paljenja, što je ključno za pravilan rad motora.

Kako funkcioniše (korak po korak)

1. ECU ili platine šalju mali signal na bazu
2. Tranzistor se uključuje (provodi)
3. Struja teče kroz bobinu → stvara se magnetno polje

4. ECU prekida signal na bazi
5. Tranzistor se isključuje (prekida struju)
6. Struja naglo prestaje → magnetno polje se ruši
7. Indukuje se visok napon → varnica na svećici

Važno razumevanje

• tranzistor NE stvara visok napon
• tranzistor NE „pojačava” napon bobine
• on omogućava vrlo brz i kontrolisan prekid struje

Ključni uslov za nastanak varnice je brza promena magnetnog polja. Što je prekid struje brži, to je indukovani napon veći.

NPN ili PNP?

• u većini sistema koristi se NPN tranzistor
• radi u tzv. low-side konfiguraciji (prekid ka masi)
• razlog: jednostavnije upravljanje i kompatibilnost sa ECU signalima
• PNP se ređe koristi (high-side prekidanje, složenija kontrola)

Za one koji žele više

Ako želiš detaljnije da razumeš rad tranzistora (baza, kolektor, emiter, struje i naponi), preporučuje se sledeći vodič:

□ Osnove rada tranzistora (electronics-tutorials)

Elektronsko paljenje sa ECU i senzorima (detaljan prikaz)

Savremeni sistemi paljenja zasnivaju se na elektronskom upravljanju pomoću elektronske kontrolne jedinice (ECU). Za razliku od klasičnih sistema, ovde nema mehaničkog prekidača ni razvodnika, već se paljenje vrši potpuno precizno na osnovu podataka sa senzora.

Za razliku od starijih sistema:

• nema mehaničkog prekidača (platina)
• nema razvodnika visokog napona
• sve funkcije preuzima elektronika

Osnovni elementi prikazani na slici

• Bobine na svećicama (coil-on-plug) – svaka svećica ima svoju bobinu koja direktno stvara visok napon
• Svećice – stvaraju varnicu koja pali smešu u cilindru
• Cilindri i klipovi – mesto gde dolazi do sabijanja i sagorevanja smeše
• Radilica – prenosi kretanje klipova
• Bregasta osovina – upravlja otvaranjem i zatvaranjem ventila
• Senzor položaja radilice – određuje tačan položaj i brzinu obrtanja
• Senzor položaja bregaste – određuje fazu rada motora (koji cilindar je u taktu sabijanja)
• ECU – obrađuje podatke i upravlja paljenjem

Kako sistem funkcioniše (osnovna ideja)

senzori → šalju podatke ECU-u
ECU → obrađuje podatke
ECU → aktivira odgovarajuću bobinu
bobina → stvara visok napon
svećica → varnica → sagorevanje

ECU u svakom trenutku zna:

• položaj radilice (gde se klip nalazi)
• fazu rada motora (koji cilindar treba da zapali)
• brzinu obrtanja motora

Na osnovu tih informacija ECU tačno određuje trenutak kada treba da se prekine struja kroz bobinu, čime nastaje varnica.

Zašto nema razvodnika?

Kod starijih sistema razvodnik je raspodeljivao visok napon na svećice. U savremenim sistemima to više nije potrebno jer:

• svaka svećica ima svoju bobinu
• ECU direktno upravlja svakom bobinom
• nema gubitaka energije u kablovima

Kako ECU zapravo „aktivira” bobinu?

ECU ne stvara direktno visok napon — njegova uloga je da precizno uključi i isključi struju kroz bobinu.

ECU UKLJUČI struju → puni se bobina (stvara se magnetno polje)
ECU NAGLO ISKLJUČI struju → polje se ruši
→ nastaje visok napon → varnica

U praksi, ECU ne upravlja direktno velikom strujom, već koristi tranzistorski sklop (driver) koji obavlja prekid.

ECU → šalje signal → tranzistor (driver)
→ tranzistor uključuje/isključuje struju kroz bobinu

Vreme punjenja bobine (dwell time)

Veoma važan parametar je vreme punjenja bobine (tzv. dwell time). To je vreme tokom kojeg struja teče kroz primarni namotaj.

• kratko vreme → nedovoljna energija → slaba varnica
• predugo vreme → pregrevanje bobine
• optimalno vreme → maksimalna energija varnice

ECU stalno prilagođava ovo vreme u zavisnosti od:

• broja obrtaja motora
• napona akumulatora
• opterećenja motora

Zašto dolazi do indukcije?

Kada se struja naglo prekine:

• magnetno polje nestaje u deliću sekunde
• brza promena polja indukuje visok napon u sekundaru
• napon može biti i preko 20 000 V

Razlika u odnosu na tranzistorsko paljenje

• ECU tačno određuje kada će se prekid desiti
• ECU određuje i koliko dugo traje punjenje bobine
• koristi senzore (radilica, bregasta)
• svaka bobina se aktivira posebno (coil-on-plug)

Drugim rečima:

Tranzistor = izvršava prekid struje
ECU = odlučuje kada i koliko dugo traje punjenje

Princip rada sistema

Rad elektronskog sistema paljenja može se opisati kroz sledeće korake:

1. Senzori mere položaj radilice i bregaste osovine
2. Podaci se šalju u ECU
3. ECU obrađuje informacije (broj obrtaja, opterećenje)
4. ECU određuje optimalan ugao paljenja
5. ECU aktivira odgovarajuću bobinu (prethodno je puni)
6. ECU naglo prekida struju kroz bobinu
7. Bobina stvara visok napon
8. Na svećici se javlja varnica i dolazi do paljenja smeše

Na slici se jasno vidi tok signala: od senzora, preko ECU, do bobina koje stvaraju varnicu u cilindrima.

Regulacija ugla pretpaljenja

Jedna od najvažnijih funkcija elektronskog sistema je automatsko podešavanje ugla pretpaljenja.

Ugao pretpaljenja označava trenutak kada se varnica javlja u odnosu na položaj klipa (pre gornje mrtve tačke – GMT).

Na osnovu broja obrtaja motora:

• pri niskim obrtajima – ugao pretpaljenja je manji
• pri visokim obrtajima – ugao pretpaljenja je veći

Pored broja obrtaja, ECU uzima u obzir i:

• opterećenje motora (količina vazduha/goriva)
• temperaturu motora
• kvalitet goriva (detonacije)

Mapa paljenja

Sve ove vrednosti su unapred definisane u tzv. mapi paljenja, koja se nalazi u memoriji ECU-a.

obrtaji + opterećenje → ECU pronalazi vrednost u mapi
→ određuje ugao pretpaljenja

Na dijagramu (desno na slici) prikazano je kako se ugao paljenja menja u odnosu na položaj radilice (360° ciklus) i gornju mrtvu tačku (GMT).

Prednosti elektronskog paljenja

• veoma precizno određivanje trenutka paljenja
• optimalna energija varnice u svim režimima rada
• bolje iskorišćenje goriva
• veća snaga motora
• manja emisija štetnih gasova
• nema mehaničkog habanja

Zahvaljujući stalnom prilagođavanju uslova rada, motor radi stabilnije i efikasnije u svim režimima.

Detonacija (knock) i zaštita motora

Jedan od najvećih problema kod benzinskih motora je detonacija (tzv. „knock” ili „lupanje u motoru”).

Detonacija nastaje kada se smeša ne sagoreva pravilno, već dolazi do naglog i nekontrolisanog paljenja u cilindru.

Zašto je detonacija opasna?

• stvara velike udare pritiska u cilindru
• može oštetiti klip, ventil ili glavu motora
• smanjuje snagu i efikasnost motora

Kako ECU prepoznaje detonaciju?

Savremeni motori koriste knock senzor (senzor detonacije), koji detektuje vibracije karakteristične za detonaciju.

detonacija → vibracije u motoru
→ knock senzor šalje signal ECU-u

Kako ECU reaguje?

Kada ECU detektuje detonaciju, automatski prilagođava rad motora:

• smanjuje ugao pretpaljenja (kasnije paljenje)
• smanjuje opterećenje motora (po potrebi)
• stabilizuje sagorevanje

detonacija → ECU kasni paljenje
→ smanjuje pritisak → nestaje detonacija

Zašto je ovo važno?

Zahvaljujući ovoj funkciji:

• motor se automatski prilagođava kvalitetu goriva
• sprečavaju se ozbiljna oštećenja
• omogućava se rad sa optimalnim performansama

Najčešće neispravnosti sistema paljenja

Neispravnosti u sistemu paljenja direktno utiču na rad motora i mogu dovesti do smanjenja performansi ili potpunog prestanka rada.

Najčešći uzroci kvarova

• neispravna ili zaprljana svećica – naslage čađi, ulja ili istrošene elektrode
• slaba ili oštećena bobina – nedovoljno visok napon za stvaranje varnice
• loši visokonaponski kablovi – gubitak napona, proboj izolacije
• neispravan tranzistor ili modul paljenja – nema pravilnog prekida struje
• kvar senzora (radilice, bregaste, knock senzor)
• loši električni kontakti – oksidacija, labavi spojevi
• slab akumulator – nedovoljna energija za punjenje bobine

Simptomi neispravnosti

• otežano ili nemoguće pokretanje motora
• neravnomeran rad (preskakanje paljenja – „misfire”)
• gubitak snage i slab odziv na gas
• povećana potrošnja goriva
• trzanje tokom vožnje
• povećana emisija štetnih gasova
• upaljena lampica „check engine” (kod modernih vozila)

Kako prepoznati uzrok kvara?

Postoji nekoliko tipičnih situacija koje mogu pomoći u dijagnostici:

• motor „verglа”, ali ne pali → mogući kvar bobine, senzora radilice ili ECU
• motor radi, ali trza → svećica ili kablovi
• gubitak snage pri opterećenju → slaba varnica (bobina ili kablovi)
• povremeni prekidi rada → loši kontakti ili senzor

Posebno kod elektronskog paljenja

• kvar senzora radilice → ECU „ne zna” kada da aktivira varnicu
• kvar senzora bregaste → pogrešan cilindar dobija varnicu
• kvar knock senzora → ECU ne može da spreči detonaciju
• kvar ECU ili driver-a → nema upravljanja bobinama

Osnovne mere održavanja

• redovna zamena svećica (prema preporuci proizvođača)
• provera kablova i izolacije
• kontrola bobine i spojeva
• provera napona akumulatora
• dijagnostika elektronskog sistema (OBD)

Redovno održavanje sprečava pojavu kvarova i produžava vek trajanja sistema.

Povezanost paljenja i ubrizgavanja goriva

Kod savremenih motora, sistem paljenja i sistem ubrizgavanja ne funkcionišu odvojeno — njima upravlja jedinstveni ECU.

Uloga ubrizgavanja i paljenja

• ubrizgavanje određuje količinu i sastav smeše (gorivo + vazduh)
• paljenje određuje trenutak kada će ta smeša da se zapali

Kako ECU povezuje ova dva sistema?

Na osnovu podataka sa senzora (radilica, bregasta, temperatura, opterećenje), ECU u svakom trenutku izračunava:

• količinu ubrizganog goriva
• tačan trenutak ubrizgavanja
• ugao pretpaljenja

više goriva → potrebno drugačije paljenje
manje goriva → drugačiji ugao pretpaljenja

Zašto je ova veza važna?

• veća snaga motora
• manja potrošnja goriva
• manje štetnih emisija
• stabilan rad motora u svim režimima

Razvoj savremenih sistema (paljenje + ubrizgavanje)

Objašnjenje dijagrama sistema Bosch ME-Motronic

Prikazana šema predstavlja kompletan sistem upravljanja motorom sa direktnim ubrizgavanjem i elektronskim paljenjem. Svi elementi na slici međusobno su povezani i rade kao jedinstven sistem kojim upravlja ECU.

1. Put vazduha kroz motor

Vazduh ulazi u motor sledećim redosledom:

• vazdušni filter – čisti vazduh od nečistoća
• MAF senzor – meri količinu i temperaturu vazduha
• elektronski leptir gasa – reguliše protok vazduha
• usisna grana – raspodeljuje vazduh ka cilindrima

2. Put goriva (direktno ubrizgavanje)

Gorivo prolazi kroz više faza pre nego što stigne u cilindar:

• rezervoar goriva
• pumpa niskog pritiska
• filter goriva
• visokopritisna pumpa
• common rail (magistrala)
• injektori – ubrizgavaju gorivo direktno u cilindar

nizak pritisak → transport goriva
visok pritisak → precizno ubrizgavanje u cilindar

3. Elektronsko paljenje

Sistem paljenja aktivira smešu u tačno određenom trenutku:

• bobine (indukcioni kalemovi) stvaraju visok napon
• svećice stvaraju varnicu
• paljenje se dešava u cilindru nakon ubrizgavanja

4. Ključni senzori na slici

Senzori šalju podatke ECU-u koji na osnovu njih donosi odluke:

• senzor radilice – brzina i položaj motora
• senzor bregaste osovine – faza rada ventila
• MAF senzor – količina vazduha
• lambda sonda – kvalitet sagorevanja
• senzor temperature – stanje motora
• senzor detonacije – sprečava oštećenja

5. Aktuatori – izvršni elementi

Aktuatori su komponente koje izvršavaju komande ECU-a:

• injektori – ubrizgavanje goriva
• bobine – stvaranje varnice
• leptir gasa – kontrola vazduha
• EGR ventil – recirkulacija izduvnih gasova

6. Povratna sprega (feedback sistem)

Nakon sagorevanja, izduvni gasovi prolaze kroz lambda sondu i katalizator. Lambda sonda meri količinu kiseonika i vraća informaciju ECU-u.

loša smeša → ECU koriguje ubrizgavanje
dobra smeša → optimalan rad motora

Zaključak

Dijagram pokazuje kako ECU povezuje:

• ulazne podatke (senzori)
• obradu podataka (računanje u ECU-u)
• izlazne komande (aktuatori)

Istorijski razvoj

Jedan od prvih sistema koji je objedinio ubrizgavanje i paljenje bio je Motronic sistem.

Danas svi motori koriste napredne verzije ovakvih integrisanih sistema, poznate kao sistemi upravljanja motorom (Engine Management System).