Факултет инжењерских наука,унивезитет у Крагујевцу

Семинарски рад из предмета погонски и мобилни системи

Тема:Погонски систем код моторних санки

Имеипрезиме Број индекса Група

Предметни професор:

1.Област примене са историјским развојем

Од давнина кретање преко залеђених и снегом окованих површина представља велики изазов за човека.Човекова тежња да савлада ове тешко проходне терене довела је до изума званог моторне санке (енг. Snowmobile).Први модели овог возила јављају се почетком 20. века , прве моторне санке су имале гумене траке сличне гусеницама које су биле погоњене двотактним ото мотором уз помоћ система квачила.

Први прототип моторних санки направљен је 1910 од стране руског научника који се звао Igor Sikorsky.Овај модел се у многоме разликовао од данашњих модела , ове санке су биле покретане уз помоће пропелера на фору данашњих „all-terrain“ vozila. Овај модел имао је назив Aerosani и коришћен је од стране совјетске црвене армије током зимског рата и другог светског рата, и дан данас се води полемика да ли овај модел важи за првих модел моторних санки из разлога што није покретан уз помоћ система трака.

Слика 1.први модел моторних санки под називом Aerosani

Adolphe Kégresse је изумео оргиналан систем трака ( гусеница )1916 године по наређењу руског цара Николаја II, овај систем је назван Kégresse траке.Овај систем је користио флексибилне траке и могао се је монтирати на конвенционална путничка возила како би им омогућио кретање преко снежних и ледених површина.Овај систем гусеница усавршен је од стране Joseph-Armand Bombardier из Квебека, наиме тренутни систем није одговарао релативно сувом снегу на просторима садашње Канаде.Овај систем гусеница израђен је од гумено-памучних трака са металним шиљцима, које су се монтирале на задње точкове возила.Први практични модели моторних санка за комерцијалну личну ,старији модели су тежили и по 500 кг и нису могли развијати веће брзине од 35 km/h, употребу

2

конструисали су Edgar and Allen Hetteen у Минесоти.Њихова компанија Hetteen Hoist & Derrick Co постаје једна од данас најпознатијих компанија за производњу моторних санки Polaris.

Крајем 6 деценије XX века долази до смањења укупне масе и величине мотора што је омогућило Joseph-Armand Bombardier-у да конструише нама данас познате моторне санке са отвореном кабином за једну или две особе. Bombardier се одлучује на овај потез на захтев свештеника који му је захтевао да направи возило за тешке зимске услове у северном делу Северне Америке у коме је зима тотално одсецала и изоловала већину заједница у овом делу континента. Први модел ових санки имао је назив "Ski-Doo" који је до 1973 године продат у преко два милиона примерака.

Ова возила имају широку употребу и дан данас на просторима Канаде где се поред основне намене ,за прелазак већих дистанца окованих снегом у кратком временском периоду, користе и у сврху лова и разне врсте транспорта у току зимских месеци.Ројална Канадска полиција као и Канадска војска користе ова возила у великој мери.

У остатку света моторне санке се најчешће користе у рекреативне сврхе и представљају главно превозно средство у планинским туристичким локацијама које су већи део године под снегом.

Слика 2.Модеран модел моторних санки

3

2. Карактеристичне концепције система за погон моторних санки

Систем за погон моторних санки састоји се из 3 главне компоненте:

Мотор, Систем квачила Систем трака-гусенице

Слика 3. Погонски систем код моторних санки

Мотор који се користе за покретање моторних санки најчешће су двотактни отор мотори ма да се код модела веће тежине користе и четворотактни ото мотори али ређе.Мотор своју снагу преноси преко погонског вратила на зупчанике чији су зуби равномерно распоређени унутар отвора у тракама.На овај начин се уз помоћ ротације зупчаника ротира и трака или гусеница која покреће моторне санке.Што је већа брзина мотора то се зупчаници брже обрћу и траке се брже крећу , а са њима и само возило.

2.1. Принцип рада двотактногмотора

Два такта , то је дупло мање него код четворотактног али заправо и овај мотор има сва четри такта , јер се на том принципу и заснива рад мотора , само што се код ове врсте мотора 2 такта дешавају истовремено . У четворотактном мотору све се дешава са горње стране клипа . Код двотактног се дешава и са горње и са доње стране клипа . Дакле први такт је усисавање и сабијање . Други такт је експлозија и издувавање . Два у једном . То би

4

био двотактни мотор . Код 4т мотора усисавање и избацивање се врши са горње стране цилиндра . Код двотактног мотора није тако . Клип је у положају ДМТ (доња мртва тачка) и ту тик изнад клипа се налази отвор кроз који улази смеша . Смеша је ушла и клип иде ка ГМТ(горња мртва тачка) . Дакле у једном потезу имамо усисавање и сабијање и ето првог такта . Сада се дешава експлозија и клип иде ка ДМТ . Са супротне стране од усисног канала налази се издувни који је виши . У силаску клип отвара тај део и сагорела смеша излази напоље , када клип прође и усисни канал онда свежа мешавина улеће у цилиндар који је под већим притиском и тера све оно што је сагорело напоље и то би био други такт , који чини експлозија и издувавање .Двотактни мотор користи мешавину јер када је клип у ДМТ усисна цев је отворена и треба да уђе смеша . Та смеша треба да је под притиском . Она је под притиском јер се сабила са доње стране клипа када је клип у предходном такту ишао од ГМТ до ДМТ . Ту имамо неке металне дјелове ( клипњаче , радилица ) које треба подмазати да би све то функционисало . Зато у двотактне машине са горивом сипамо и уља . Не ради принципа рада мотора , већ да би подмазали оне металне делове испод клипа.

Слика 4 .први такт рада двотактног мотора

Слика 5 .други такт рада двотактног мотора

5

2.2. Основни делови и системи двотактногмотора

Slika 6.Glavni delovi dvotaktnog motora (1.Глава мотора, 2.Блок мотора, 3.Клип са клипњачом ,4.Коленасто вратило (радилица), 5.Замајац, 6.Корито мотора (картер))

Цилиндар

У цилиндру мотора се обављају главне операције рада мотора . Улази смеша , сабија се , експлодира , поново га напуста. Зидови цилиндра морају бити јаки . Пошто клип нон стоп клизи кроз цилиндар зидови цилиндра морају бити и глатки . На цилиндру постоје отвори за усисне и издувне канале , као и место за свећицу .

Клип и Клипњача

Клип се креће кроз цилиндар . Креће се као последица експлозије . И тако се добија кретање горе доле . То је први корак у претварању топлотне енергије у механичку . Са доње стране клип има лежај на који је спојена клипњача .

6

Клипњача преноси кретање клипа на радилицу и док клип иде горе доле клипњача прати то кретање и додатно иде лево десно или напред назад , управо због радилице .

Слика 7. Клип и Клипњача

Радилица(Коленасто вратило)

Клипњача спаја клип и радилицу . Радилица то кретање горе доле претвара у кружно кретање . Клип иде из ГМТ у ДМТ потискује и кљипњачу доле и у једну страну која је повезана са радилицом . Онда клип иде од ДМТ до ГМТ и гура клипњачу горе и на другу страну . У том периоду радилица је направила пун круг . Радилица код 2т мотора направи један круг и цео циклус је готов , док код 4т мотора треба да направи два круга да би цео циклус био готов.

Слика 8 .Коленасто вратило

7

Глава мотора

На блок мотора се монтира глава мотора и тако се цилиндар затвара одозго . Осим те улоге у глави мотора су смештени још неки делови битни за рад мотора ( вентили , свећица , брегаста осовина , ... )

Блок мотора

Део у којем се налазе сви ови горе описани делови (цилиндар , клип , клипњача и радилица ) се назива блок мотора. . Блок мотора је тај који све то држи на окупу .

.

Слика 8. глава мотора Слика 9. блок мотора

Картер

То је део који се налази са доње стране мотора и одоздо затвара део где се налази радилица . Картер служи и као резервоар за уље .

Слика 10. Картер ( корито мотора)

8

Подмазивање двотактног мотора

Због принципа рада двотактни мотор нема вентила , значи нема брегасте, нема развода, што значи мање ствари за подмазивање . Подмазивање се врши тако што се додаје уље у бензин и на тај начин се врши подмазивање покретних делове мотора. Састав уља је од 2 до 5% количине бензина. Уље када подмаже потребне елементе улази са остатком смеше у цилиндар и тамо сагорева .

Периферни системи на мотору

Када је објашњаван принцип рада поментуа је смеша. То је мешавина ваздуха и горива, у овом случају бензина. Гориво долази из резервоара, а ваздух из окружења. Када се ваздух и гориво помешају добија се експлозивне мешавине. Ту експлозивну мешавину треба довести до цилиндра. То се зове систем за напајање мотора.

Систем за напајање

У ваздуху који се користи за смешу има доста прашине, можда и неки ситни камен, а све то није пожељно унутар мотора. Зато постоји један део који се назива филтер за ваздух.

Филтер за ваздух

Дакле филтер се састоји из кућишта у којем лежи филтер који спречава да прљавштина уђе у мотор. Филтери се деле на суве и мокре. Суви филтер је најчешће папирни и сложен у ситне наборе. На почетку је обично бледо жућкасте боје, када се на њега прикупи прљавштина мора да се мења. Мокри филтери се не употребљавају код двотактних мотора за моторне санке. Пошто се ваздух усиса и очисти проласком кроз филтер треба га помешати са бензином, односо са мешавином (бензин + уље) то се ради најчешће уз помоћ карбуратора.

Карбуратор

Карбуратор је уређај где се меша ваздух са горивом најчешће у односу 14:1 у корист ваздуха. То значи на 14 литара усисаног ваздуха потрошиће се 1 литар горива. У овом процесу гориво прво долази у једну посудицу у којој увек има иста количина горива. Иста количина горива обезбеђена је уз помоћ пловка који затвори довод горива када се

9

подигне, чим се спусти гориво улази у посудицу и тако се пловак дигне и затвори довод. Веома једноставно, а опет ефикасно. Из те посудице горво излази преко млазнице. У тој млазници је једна игла која је, нормално доста танка на дну а како се иде према горе је све дебља. Када је у најдоњем положају онда најмања количина горива може да уђе у канал куда струји ваздух у правцу кућиште филтера-цилиндар. Када се подигне игла онда постоји већи простор за гориво.

Ако је мотор вишецилиндрични онда се из карбуратора смеша путем више канала доводи у цилиндре.Постоје и верзије мотора код којих сваки цилиндар има свој карбуратор. Тада би сваки карбуратор требао бити подешен једнако. Ако нису мотор неравномерно ради.

Слика 11. Карбуратор

2.3. - Систем квачила континуирани систем трансмисије (CVT)

Континуирани преносници омогућавају непрекидну измену вредности преносног односа трансмисије и непрекидну предају обртног момента на погонске точкове у форми која одговара идеалној вучној карактеристици. Промена обртног момента остварује се у зависности од отпора пута, аутоматски или путем дејства специјалних механизама за регулацију на преносник.

Употребом континуираних преносника добије се веома равномерно кретање моторних санки , пошто се обртни момент непрекидно доводи на погонске зупчанике а преко њих на гусеницу , а са друге стране смањује се могућност преоптерећења појединих делова трансмисије, што директно утиче на њихов век трајања.Континуирани преносници

10

сложенији су по конструкцији и имају нижи коефицијент корисног дејства. Код моторних санки најчешће користе се механички континуирани преносници.

Механички континуирани преносници

Релативно висок коефицијент корисног дејства и широк дијапазон континуалног преноса броја обртаја, условљава велики број разних конструкција. Испитивања су показала да постоји велика могућност примене механичких континуираних преносника у трансмисији код моторних санки . Механички континуирани преносници могу се поделити у две групе:

преносници са еластичном везом, преносници са непосредним контактом.

Преносници са еластичном везом су такви преносници код којих се промена преносног односа врши променом положаја покретног диска гоњеног каишника, односно пренос између погонског и гоњеног каишника се врши клинастим ременом.

Преносник са еластичном везом састоји се од погонског агрегата са теговима и опругом и гоњеног агрегата са регулатором зазора и опругама. Оба агрегата имају подељене клинасте ременице, од којих је један део стабилан а други аксијално покретан на вратилу, тако да се размак између ременица може мењати.

11

Слика 12.кинематска шема система трансмисије

2.4. -Систем трака гусенице

Гусенице код модерних моторних санки сличне су као код тенка са неким кључним разликама. За разлику од оних тенковских оне су израђене од лакших материјала како би се обезбедила боља покретљивост, за израду истих најчешће се користе специјалне врсте гуме или композитних материјала.Код тенковвских гусеница гусеница такође служи за управљање возилом , док то није случај код моторних санки гусеница служи само за погон моторних санки док се управљање обавља уз помоћ скија на предњем делу санки. Поред улоге да се обезбеди покретање моторних санки гусенице имају веома важну улогу у распореду тежине санки на већу површину чиме се обезбеђује да возило не потоне у снегу.Гусенице код моторних санки такође обезбеђују потребно трење при кретању по леду.

Слика 13Систем покретања гусенице

12

3.Перспектива примене и евентуална конкурентна решења

Двотактни мотори код моторних санки имају високу емисију штетних гасова, стога се све више произвођача окреће алтернативним решењима како би се проблематична емисија у што већој мери смањила.

У последњој деценији произвођачи Yamaha и Alpina у своје моторне санке почињу да урађују четворотактне ото моторе као и Ванкел ротационе моторе.Двотактни мотори имају много већи удео на тржишту због добре пропорције у излазној снаги у односу на тежину и величину самог мотора.Према студијама обављеним у Шведској 30% укупног загађења ваздуха долази управо од моторних санки, што је огроман проценат.Још један проблем код ото мотора је свакако бука коју стварју , иако бука можда није штетна по здравље може да буде веома иритантна.

До скоро је било тешко наћи било који модел моторних санки који ради на било шта друго сем бензина.Међутим организација CleanТech, која се бави еколошим технолошки иновацијаи која је финансирана од стране Нордијских земаља, 2010. године представља иновативни проторип електро моторних санки под називом „Еlmacchina“ . Овај прототип може да развије максималну брзину од 80 km/h . Електро мотор који погони санке има снагу од приближно 70 кс или око 50kW.Мотор је напајан уз помоћ батерија високих преформанси капацитета око 12 kW h.Батерије се могу напунити за 4 сата са стандардним излазом од 230 волти, са излазом од 380 волти пуњење траје око сат времена. Рок трајања батерије је око 2000 пуњења. Целокупан погонски систем има тежину око 100 килограма.Пошто код ових модела моторних санки не постоји издувни систем и резеорвар за гориво укупна тежина је слична као и код модела погоњених двотактним мотором.Овај модел моторних санки биће доста скупљи од стандардних познатих модела али ће бити много јефтинији за коришћење.

13

Слика 14.Електро моторне санке

4.Закључак

Моторне санке представљају главно превозно средство у регионима који су већим делом године непроходни за конвенцијална возила услед велике количине снега и леда. Главни проблем код погонског система код данашњих моторних санки је висока емисија штетних гасова у атмосферу, проблем загађења ваздуха је глобалан проблем у времену у коме тренутно живимо и свако смањење емисије штетних гасова доприноси заштити наше животне средине.

Како би се смањила емисија штетних гасова коју производе тренутни модели моторних санки а да се при томе задржи потребна функционалност треба се осврнути на погонске системе који користе алтернативне изворе енергије. Шведска финансира пројекат конструисања модела моторних санки на електро погон које би драстично смањиле емисију штетних гасова у атмосферу коју изазивају садашњи модели моторних санки.Овај пројекат је и даље у фази прототипа 2010 године је јавности приказан први модел назван „Еlmacchina“ други прототип модела прогнозиран је за 2015. Годину и носиће назив „Еlmacchina II“

Данас модерни модели моторних санки поседују веома моћне погонске системе и успевају да достигну анормне брзине. Тренутни рекорд држи модел G-force који је развио брзину од невероватних 338 km/h овај модел је опремљен модификованим RX1 мотором са компресором.

14

Слика 15.Најбржи модел моторних санки на свету

:Литература

[1]Smowest Magazines (2002). "Snowmachine", Интернет:www.scribd.com, Приступљено: Јун. 2015.[2]Anonymous. “Snowmobile”, Интернет: www.en.wikipedia.org, Приступљено: Јун. 2015.[3] Patrick Emond. “How snowmobile work”, Интернет:www.adventure.howstuffworks.com, Приступљено: Јун. 2015.[4] CleanТech Organisation “Introducing the Electric Snowmobile”, Интернет:www.advantage-environment.com/, Приступљено: Јун. 2015.

15