Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

NÉGYÜTEMŰ MOTOROK MECHATRONIKAI SZEMPONTBÓL Herlett Simon.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "NÉGYÜTEMŰ MOTOROK MECHATRONIKAI SZEMPONTBÓL Herlett Simon."— Előadás másolata:

1 NÉGYÜTEMŰ MOTOROK MECHATRONIKAI SZEMPONTBÓL Herlett Simon

2 Áttekintés  Tisztán mechanikai működése  Szenzorok  Aktuátorok  Központi vezérlőegység

3 Tisztán mechanikai működése

4 Bevezetés Régebben, amikor nem léteztek, kicsi és mégis nagy teljesítményű számítógépek(mikroprocesszorok), akkor a négyütemű motoroknál, tisztán mechanikus megoldások segítségével történt az üzemanyag injekció és a gyújtás szabályozás. Ez úgy történt, hogy a vezérműtengely, ami a dugattyúk felett van, bütykök helyezkednek el(ezért szokták bütyköstengelynek is hívni), amiknek a segítségével mindig lenyomta az aktuális szelepet, és így történt meg a kipufogás vagy a üzemanyag beszívás, továbbá a gyertyákat is ez működtette. A vezérműtengelyt a főtengellyel van összekötetésben általában bordásszíjjal oldották meg. Ahogy fejlődött a technika, úgy egyre több és több helyen kezdtek a motorban megjelenni a komputer-vezérlés működtette alkatrészek és szenzorok.

5 Mechatronikai szabályozás  Miért kell?  Előnyei  Hátrányai

6  A mechatronikai szabályozás beépítése a négyütemű motorokba jelentős előnyökkel bír. A leges-legfontosabb a üzemanyag-fogyasztás csökkentése és ezzel együtt a teljesítmény növelése, mivel a számítógép precízen ki tudja számolni, hogy mikor kell begyújtani az üzemanyag, levegő keveréket, amit szintén ennek segítségével be lehet állítani az optimálisra(de ennek taglalása később). További előnye, hogy egyszerű csak a számítógépet kalibrálni a motorhoz és nem kell a motort kézileg beállítani, illetve ha nem várt, kisebb meghibásodás történik akkor azt a központi vezérlőegység tudja korrigálni, ilyen például a kopogás. A nagyobb volumenű hibák pedig könnyebben diagnosztizálható, mivel a számítógép érzékeli és naplózza ezeket.

7 Szenzorok  Gázpedál pozíció szenzor

8  Egyik szenzor a gázpedál pozícióját hivatott mérni. A régebbi típusú autókban egy bowdennel vezérelték a üzemanyag-adagolást, mára ez már a számítógép kezébe került ez a funkció. Szenzor áll egy potenciométerből és egy rúgóból.

9 Beáramló levegő mennyisége  VAF  MAF  Kármán örvénysor  Membrán szenzor(MEMS)

10  A beáramló levegő mennyiségéhez kell igazítani a hozzáadott üzemanyagot, így ennek a mérése egy fontos feladat. Ez több fajta szenzorral is meg lehet valósítani, egyik ilyen a szárnyas levegőmennyiség szenzor, ahol a szárny egyensúlyt tart a levegő nyomása(függ a levegő sűrűségétől, ami függ a hőmérsékletétől) és a rugóerő közt, a másik szárny pedig egy potenciométeren mozog, így változik a feszültség a levegő mennyiségének arányában. Ennek sok hátránya van, először is, a reakcióideje relatíve nagy. A levegőáramlását gátolja, így csökkentve a motor teljesítményét. A gravitáció is erőt fejt ki a szárnyra, így változhat ugyanazon levegőmennyiségre a kimenet értéke, a gépjármű orientációjának függvényében. A mozgó részei könnyen tönkremehetnek.  A másik szenzorban a levegőt egy áramjárta drót, vezető(feszültség hatására felmelegszik) körül vezetik el, ami ennek hatására lehűl egy egyensúlyi hőmérsékletre, így csökken az ellenállása és megváltoztatja az átfolyó áram mennyiségét. Ennek előnyei közé sorolható, hogy a reakcióideje kicsi, nem akadályozza a levegő áramlását, nem függ a motor orientációjától, olcsóbb és az élettartama is hosszabb a mozgó részek hiánya miatt. Viszont a drótra lerakódó szennyeződések, olaj befolyásolja a pontosságát.

11  Egy másik szenzor a Kármán-örvénysort használja ki. A levegő a szenzorban nekiütközik egy tárgynak, ami mögött örvények alakulnak ki, amire ultrahangot bocsát ki a szenzor és a vevő oldalon elváltozást lehet az ultrahangban periodikus változást lehet megfigyelni, ennek a frekvenciájából megállapítható a levegő sebessége.  A legmodernebb szenzor a membrán szenzor, ami egy nagyon vékony membránból, a közepébe beépített melegítőből és a két oldalára integrált hőmérsékletmérőből áll. Ahogy a levegő keresztül áramlik a membránon a két oldal másképen hűl le, amiből következtethetünk a levegő mennyiségére. Ennek nagy előnye hogy kicsi, mivel így nem foglal el sok helyett, illetve ami fontosabb, nagyobb frekvencián tud működni és az érzékenysége is nagyobb.

12 Szenzorok  Levegő hőmérséklet  Hűtővíz hőmérséklet  Oxigén koncentráció

13  Az oxigénkoncentrációt az égéstermékben méri, hogy ehhez tudja igazítani a levegő/üzemanyag arányt, a még tökéletesebb égéshez és nagyobb teljesítményhez. Ezt kémia úton valósítja meg, mégpedig a külső, referencialevegőt hasonlítja össze a kipufogógázzal. A szenzor áll két Cirkónium elektrolitba helyezett Platina elektródából, ami közt áramot lehet mérni az Oxigénkülönbség függvényében. A szenzor nem lineáris, a két szélsőhelyzetben, ha túl sok vagy túl kevés oxigén van benne, pontatlanul mér. Öregedésével csökken a feloldási idő.  Ha motor hideg, akkor a vezérlőegység több üzemanyagot, mivel az égésnek kisebb a hatásfoka és hogy az üzemi hőmérsékletet a motor hamarabb elérje. Ennek egyszerűen nő vagy csökken az ellenállása a típusától függően. A levegő-hőmérsékletszenzor szintén ezen az elven működik.

14 Szenzorok  Főtengely pozíciója  Vezérműtengely pozíciója  Kopogás érzékelő

15  A főtengely-pozíciószenzor és a vezérműtengely-pozíciószenzor ugyanazon az elven működnek. Egy fogazott forgó tárcsa mellett van egy szenzor, amely a távolságot méri és a jel periódikusan változik. Ez lehet mágnes- érzékeny, induktív vagy optikai szenzor is.  A kopogás érzékelő egy piezoanyagba ágyazott súly, amely rezgés hatására az anyagot deformálja és ezáltal változik a feszültség rajta.

16 Aktuátorok  Gyertya  Üzemanyag befecskendező

17 Központi vezérlőegység

18  Minden digitális szenzor a BUS-on, melynek sebessége 500kbps, keresztül kommunikál a központi számítógéppel. A gépjárművekbe lévő számítógépek teljesítménye töredéke a legújabb PC-khez képest. 32-bites 40 MHz-es processzora van, viszont a rajta lévő célprogram, amely 1 MB- nyi helyet foglal, sokkal hatékonyabb fut. Ezek felvannak szerelve analóg jelolvasóval, egyrészt az oxigén szenzorból jövő jel miatt, illetve a digitális jelet is át tudja alakítani analóggá.

19 Források    computer1.htm computer1.htm  Pár angol wikipédia szócikk  Képek a Google-ről származnak

20 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Herlett Simon


Letölteni ppt "NÉGYÜTEMŰ MOTOROK MECHATRONIKAI SZEMPONTBÓL Herlett Simon."

Hasonló előadás


Google Hirdetések