UVOD

Vozila sa benzinskim, takozvanim OTO motorima, postoje dva sistema paljenja: baterijski i magnetni.

Baterijski sistem paljenja koristi se gotovo kod svih putničkih automobile serijske proizvodnje, a magnetni samo u specijalnim slučajevima, kada se zahteva veća sigurnost paljenja (najčešće kod sportskih vozila i motocikala).

Baterijski sistem paljenja koristi električnu energiju iz akumulatorske baterije, po kojoj je i nazvan.

Sastoji se iz indukcionog kalema (bombine), prekidača paljenja (sa kontaktima ili bez kontakata), kondenzatora tazvodnika i svećica. Ovaj sistem ustanovljen je još krajem prošlog veka i u principu se nije menjao do današnjih dana.

3

1. Osnovni zadaci sistema

Proces sagorevanja kod OTO motora započinje paljenjem predhodno pripremljene homogene smeše stranim izvorom energije. Kod današnjih motora paljenje se skoro isključivo obavlja električnom varnicom na elektrodama svećice koju stvara sistem za paljenje.

Osnovni zadaci tog sistema su:1. Da električnim pražnjenjem stvori varnicu na elektrodama svećice koja će pouzdano

izvršiti upaljenje smeše u svim radnim uslovima,2. Da upaljenje izvrši u optimalnom trenutku a zavisno od režima i uslova rada motora.

Trenutak upaljenja definiše se preko ugla pred paljenja αpp. Od ovog ugla zavisi tok procesasagorevanja a time i performanse motora.

2. Podela sistema za paljenje

Prema izvoru električne energije koja se koristi za stvaranje varnice sistemi za paljenje mogu biti :

sa bateriskim paljenjem i sa magnetnim paljenjem

Kod OTO motora koristi se baterisko paljenje , kod koga je izvor energije koja se transformiše u varnicu akumulatorska baterija.

PALJENJEMAGNETSKO PALJENJE BATERIJSKO PALJENJE

manji motocikli veci motociklji, automobili• rotirajući permanentni magnet • akumulator

• nisko / visokonaponski svitak (transformator) • razvodnik s mehaničkim prekidačem ("platinama)"

• nepomična točka paljenja • pomak točke paljenja: centrifugalnim i vakuumskim regulatorom • svjećica• bobina (transformator, 12 ... 15 kV) • svjećica

Tabela 1. Sistemi paljenja- karakteristike1

3. Bateriski sistemi ( induktivni ) paljenje sa mehanickim prekidacem

1ftp://161.53.116.242/Predavanja_vjezbe_programi_rokovi/Motori/KNJIGA%20Motori%20s%20Unutarnjim %20Izgaranjem/12_MSUI_Otto_priprema_smjese_3_za_predavanje.pdf

4

Kod motornih vozila sa benziskim motorom srecemo dve vrste paljenja:

Baterisko Magnetno

Bateriski sistem paljenja koristi se kod seriski proizvedenih vozila. Bateriski sistem paljenja koristi elektricnu energiju iz akumulatorske baterije po kojoj je i nazvan.2

Na slici 1. prikazan je bateriski induktivni sistem sa mehaničkim prekidačem.

Slika 1. Bateriski induktivni sistem sa mehaničkim prekidačem (1-akumulator, 2-kontakt brava, 3-indukcionoi kalem (bobina), 4-prekidač, 5-kondenzator, 6- razvodnik paljenja, 7-svećice).3

Pri uključenom kontakt prekidaču (2), prekidač (4) je zatvoren i struja iz akumulatora (1) teče kroz primarni namotaj bobine stvarajući jako magnetno polje. U trenutku kada je potrebno izvršiti paljenja otvara se prekidač (4) pri čemu se prekida magnetno polje u primaru ali se zato indukuje struja visokog napona u sekundarnim namotajima bobine koja se odvodi do razvodnika (6) a odatle preko razvodne kape i viskonaponskih kablova do svećice. Kondenzator (5) omogućava nagli pad struje u primaru prilikom otvaranja prekidača i time mu produžava vek.

Neispravnosti sistema za paljenje mogu se manifestovati kao: ranije ili kasnije paljenje, prekid paljenja u pojedinim cilindrima i potpuni prekid paljenja. Ranije poljenje karakteriše

2 http://www.slideshare.net/snezanamihajlovic/klasini-baterijski-sistem-paljenjad-117826473 Grubisa M., (2012), Tehnicka eksploatacija motornih vozila I motora, Kragujevac, str. 96

5

se gubitkom i udarcima – lupom motora, dok kasnije paljenje karakteriše gubitak snage i pregrevanje motora. Da bi se otklonile ove neispravnosti potrebno je podesiti paljenje.

Akumulator daje napon od 12 volti, što nije ni izdaleka dovoljno da na svećici stvori iskru potrebnu za paljenje smese benzina i vazduha. Zato niski napon treba transformisati u visoki, a to se događa u indukcijskom kalemu. Kalem deluje kao transformator. Struja koja teče kroz kalem, stvara sile magnetnog polja; kad se magnetno polje prekine, u svakom električnom vodiču koji se nalazi u tom magnetnom polju nastaje takozvani indukovani napon.Napon se može povećati pomoću dva namotaja od koji jedan ima znatno više navoja nego drugi. Indukcijski kalem se izrađuje od štapićastog gvozdeng jezgra sastavljena od limenih listova (lamela). Oko jezgra ima 15.000 do 30.000 navoja sekundarnog (visokonaponskog) namotaja od tanke bakrene žice. Iznad sekundarnog je primarni (niskonaponski) namotaj, nekoliko stotina navoja od znatno deblje bakarne žice. Po jedan kraj oba namotaja su spojeni i vode na priključak 1 indukcijskog kalema. Drugi kraj primarnog namotaja vodi na priključak broj 15, dok drugi kraj sekundarnog namotaja predočuje visokonaponski priključak 4 indukcijskog kalema.

Kad se ključem uključi glavni prekidač, primarni namotaj se priključi na pozitivan pol akumulatora. Kad su zatvoreni kontakti mehaničkog prekidača u razvodniku paljenja, struja teče iz akumulatora na priključak 15 indukcijskog kalema, kroz primarni namot na priključak 1 i odatle na kontakte prekidača.

Zbog struje u primarnom namotu, gvozdena jezgra postaje elektromagnet u kojem se stvara magnetno polje. Kad se kontakti prekidača razmaknu, prekida se struja u primarnom namotaju i magnetno polje nestaje. Zato u sekundarnom namotaju indukcijom nastaje vrlo visoki napon. Slika 2. Bobina4

Struja visokog napona iz sekundarnog namotaja dolazi preko razvodnika paljenja do svećica u motoru.

4 http://www.motorna-vozila.com/sistem-za-paljenje-oto-motora/

6

4. Sistemi programiranog paljenja. Jednovarnicna i dvovarnicna bobina. Svecice.

Poslednjih godina razvijeni su tzv. sistemi programiranog paljenja kod kojih se celokupno upravljanje radom sistema ostvaruje elektronskim putem, pod kontrolom elektronske upravljačke jedinice (EUJ).

Slika 3. Elektronski upravljeno paljenje

Elektronska upravljačka jedinica (EUJ) dobija od pojedinih davača ulazne signale koji definišu režim I uslove rada motora, obrađuje ih i kao izlazne signale formira impulse za paljenje. Predmet regulacije su uglovi pretpaljenja i proticanja primarne struje tj. praktično trenutak prekida i ponovnog uspostavljanja primarne struje kroz primar indukcionog kalema.Pri regulaciji se uzima u obzir veći broj uticajnih faktora nego što je to moguće ostvariti kod mehaničke regulacije i to znatno preciznije:1. referentni signal položaja kolenastog vratila2. režim rada motora definisan na osnovu broja obrtaja i opterećenja3. temperatura usisnog vazduha i temperatura motora, napon akumulatora, položaj leptira4. nastanak detonacijeNa bazi ulaznih signala pojedinih davača EUJ vrši obradu signala na osnovu mapa podataka smeštenih u ROM‐u računara formirajući izlazne signale – impulse za ugao pred paljenja i kod novijih motora impulse za sprečavanje pojava detonativnog sagorevanja.Kod sistema programiranog paljenja prikazanog na slici 3 je korišćen tranzistorski beskontaktni baterijski sistem paljenja. Kod najsavremenijih sistema paljenja se koristi beskontaktno razvođenje sekundarnog napona i struje. U upotrebi su uglavnom sistemi sa: jednovarničnom i dvovarničnom bobinom.

Jednovarnicna i dvovarnicna bobina. Na slici 4. je prikazana jednovarnična bobina i šema veze sekundara sa svećicom. Bobina napaja sekundarnim naponom samo jednu svećicu,

7

odnosno svećica u svakom cilindru mora imati svoju sopstvenu bobinu, koja je ugrađena na glavi motora, tako da nema potrebe za visokonaponskim kablovima. Bobine se pobuđuju po redosledu paljenja motora i svaka ima svoj izlazni stepen iz EUJ. Sistem sa onoliko jednovarničkih bobina koliko motor ima cilindara pruža najbolje performanse u radu, ali je nešto skuplji jer sadrži više elemenata, a složenije je i upravljanje radom sistema.

Slika 4. Jednovarnicna bobina 1‐Priključak primarne struje; 2‐Jezgro od mekog lamelastoggvožđa; 3‐Primarni namotaj; 4‐Sekundarni namotaj; 5‐Visokonaponski priključak svećice sa opružnim kontaktom; 6‐Svećica

Druga mogućnost je primena dvovarničkih bobina koje se koriste za dve svećice. Sistem se može primeniti kod motora sa parnim brojem cilindara.

8

Slika 5 Dvovarnicna bobina 1‐Priključak primarne struje; 2‐Jezgro od mekog lamelastog

gvožđa; 3‐ Primarni namotaj; 4‐ Sekundarni namotaj; 5‐Visokonaponski priključci svećica

Na oba kraja sekundarnog namotaja priključena je po jedna svećica, tako da se na obe priključene svećice vatnice ostvaruju istovremeno.Danas je elektronska regulacija sistema paljenja najćešće integrisana sa elektronskom regulacijom ubrizgavanja goriva pa se takav sistem opšte regulacije rada motora naziva motor management. Takav pristup proizilazi iz činjenice da su ulazne veličine za regulaciju oba sistema praktično iste tako da su I davači isti. Regulacija velikog broja funkcija je kompleksna i višekriterijumska, tako da zahteva istovremeno delovanje i na sistem ubrizgavanja i na sistem paljenja. Objedinjavanjem se štedi i na gabaritu i ceni kompletnog sistema.5

Uloga svećice je da dovede struju visokog napona i da u datom trenutku obezbedi varnicu između svojih elektroda. Električno pražnjenje se vrši kroz radnu smešu između elektroda svećice, tako da se ona aktivira, zagreje i upali, izazivajući sagorevanje radne smeše goriva i vazduha u komori za sagorevanje. Uslovi u kojima radi svećica su izuzetno složeni i teški. Na osnovu izgleda dela svećice, koji ulazi u prostor za sagorevanje, može se doneti zaključak o pravilnom radu svećice, sastavu smeše, raspodeli smeše i ispravnosti motora. Zamena, podešavanje rastojanja između elektroda i čišćenje svećica su osnovne aktivnosti u procesu njihovog održavanja. Provera ispravnosti svećice je jednostavna i sastoji se u sledećem: Odviti svećicu iz cilindarske glave, priključiti je na njen provodnik i prisloniti na glavu cilindra. Ako se varnica ne javi pri okretanju motora starterom, znači da je došlo do otkaza svećice. Ako su sve svećice ispravne i daju varnice a motor ne može da se pokrene , kvar treba tražiti u sistemu za napajanje gorivom. Ako su svećice ispravne, a ne daju varnice, kvar treba tražiti u sistemu za paljenje.

5 Grubisa M., (2011), Oprema motora I vozila, Kragujevac, 2011 god.

9

Slika 3. Svecica6

Na gornjoj skici, prikazana je tipična svjećica današnjih benzinskih motora sa jednom minus elektrodom. Kada kažemo sa jednom minus elektrodom, to znači da postoje svjećice i sa više minus elektroda. Naime, danas se mogu sresti svjećice sa dve, tri ili četiri minus elektrode. Sve te modifikacije, napravljene su poradi poboljšanja iskre. No, u svakom slučaju, nije preporučljivo ugrađivati modificirane svjećice, ukoliko to proizvođač vozila nije predvidio. Modificirana svjećica, neće proizvesti očekivani efekt, poradi neprilagođenog ostalog dijela elektronike vezane uz visoki napon i iskru svjećice.  

Svjećica se sastoji od metalnog kućišta, sa čije je gornje strane predviđen prihvat za ključ, kojim ćemo odvrnuti i zavrnuti svjećicu. Na donjem djelu kućišta, narezan je navoj i umetnuta metalna brtva. Umetnuta brtva jest dvoslojna i predviđena je za prešanje prilikom zavrtanja svjećice. Naime, često se može sresti nedovoljno stegnuta svjećica. Razlog tomu jest strah od pretezanja prilikom zavrtanja nove. Prilikom zatezanja svjećice, osjeti se otpor u momentu kada dolazimo do same brtve. Većina će u tom momentu prestati dalje stezati svjećicu, misleći, kako je navoj došao do kraja i svjećica stegnuta. Međutim, baš u tom momentu, potrebno je dodatno zategnuti svjećicu, kako bi se sprešala brtva.

Kroz središnji dio svjećice, prolazi plus elektroda, zalivena u keramički izolator. Na tu plus elektrodu, nataknuti ćemo visokonaponski kabel. Minus elektroda, zavarena je na samo kućište svjećice, koje preko glave i bloka motora, koji su spojeni na minus terminal akumulatora, zatvara strujni krug. Između plus  i minus elektrode, vidljiv je razmak. Taj razmak, određen je od strane proizvođača svjećica (od 0.7 do 1.1 mm).

6 http://www.auto-mart.hr/edukacija_5.htm

10

5. Zadatak elektropokretaca

Motori s unutrašnjim sagorevanjem pokrecu se elektricnim motorom. Pre nego što se motor automobila osposobi da sam radi, mora pripremiti smesu goriva i vazduha – odnosno, ako je dizel, postici dovoljnu temperaturu u komorama za sagorevanje.

Za to je potreban odredjeni minimalni broj obrtaja, a to je u benzinskom motoru 40-80 u minuti kad i uredjaj za paljenje vec radi u pravom ritmu.

Za pokretanje dizel motora potrebno je bar dvaput više obrtaja. Elektricni pokretac je s motorom povezan zupcanickim prenosom. Na vratilu rotora elektricnog pokretaca je nazubljen tockic, koji pri pokretanju zahvati u zupcasti venac na zamajcu motora i okrece ga; s tim okrece i kolenasto vratilo motora. Prenosni odnos izmedju malog zupcanika i zupcanog venca povecava obrtni moment elektricnog pokretaca od 10 do 20 puta. U trenutku kad motor proradi svojom snagom, treba elektricni pokretac što pre iskljuciti, jer bi inace motor pokrenuo pokretac na više obrtaja, a to bi bilo štetno za pokretac.

Elektricni pokretac je najveci potrošac elektricne energije u automobilu i prazni akumulator velikom strujom ( i s 300 i više ampera). Zato je na akumulator prikljucen debelim kablom, a ukljucuje ga snažni tj. Magnetni prekidac. Na elektricnim pokretacima s magnetno-vijcanim pomeranjem malog zupcanika, koji su najviše u upotrebi, magnetni prekidac (relej) je povezan s vilicastom ukljucnom polugom koja potisne mali zupcanik u ozubljenje na zamajcu. A

kumulator pri pokretanju ne daje elektricnu energiju samo pokretacu, nego i uredjaju za paljenje u motoru. Ponekad, pogotovo pri niskim temperaturama, dogadja se da je akumulator preslab i zbog velike potrošnje elektricnog pokretaca nedostaje struje za uredjaj za paljenje, tako da daje preslabu varnicu.

5.1. Princip rada elektricnog pokretaca

Elektricni pokretac radi kao svaki drugi elektromotor, po principu da na elektricni provodnik kroz koji tece struja, u magnetnom polju deluje sila. Ako je provodnik oblikovan u obrtnu petlju, a ujedno je uredjeno tako da struja na svakih pola okreta promeni smer, petlja se okrece.

Za jednakomeran obrtni moment treba simetricno rasporediti mnogo takvih petlji. Kod elektromotora su te petlje – nazivamo ih namotaji – smeštene u žlebove rotora, koja je cilindar sastavljen od brojnih limenih, medjusobno izolovanih plocica. Ta kotva s namotajima je rotor elektromotora, zajedno s kolektorom smešten na osovini rotora. Kolektor sastavljaju u krugu nanizane kovinske plocice. Po njima trljaju tzv. ugljene cetkice i dovode elektricnu struju rotorskom namotaju koji se okrece.

Pre spomenuto magnetno polje, u kojem se okrecu petlje, stvaraju cetiri tzv. polna nastavka, okružena pobudnim namotajima i pricvršcena na kucište elektromotora, u ovom slucaju

11

elektricnog pokretaca. Polni su nastavci s uzbudnim namotajem statora motora i od rotora ih razdvaja uski otvor. Te glavne delove imaju svi elektricni pokretaci, a razlike medju njima su u tome ne koji nacin se mali zupcanik elektricnog pokretaca pomeri prema vencu zamajca.

Tako razlikujemo:1. elektricne pokretace s rucnim pomeranjem malog zupcanika (za male i srednje snage),2. elektricne pokretace s elektromagnim pomeranjem malog zupcanika (za male i srednje snage),3. pokretace s elektromagnetno-vijcanim pomeranjem malog zupcanika (za male i srednje snage), elektricne pokretace s pomicnom kotvom (za velike snage).

6. Uzroci i manifestacije neispravnosti potrosaca elektricne energije i nacin njihovog otklanjanja

Kao izvori električne energije kod vozila koriste se akumulator i generator. Najvažniji potrošači električne enegije na motornim vozilima su: elektropokretač, uređaji za paljenje, uređaj za osvetlenje I signalizaciju, brisač stakla, kontrolni i merni uređaji, sirena i dodata oprema. Tabela 2. Moguće neispravnosti potrosaca električne energije su:7

7 Grubisa M., (2012), Tehnicka eksploatacija motornih vozila I motora, Kragujevac, str. 100

12

13

Zakljucak

Na početku razvoja motora sa unutrašnjim sagorevanjem paljenje radne smeše u cilindru motora, u tačno odrenenom trenutku, bilo je jedan od najvećih problema, na tom nivou razvoja prosto nerešiv. Karl Benc pronalazač motora, nazvao ga je “problemom nad problemima”.

U početku je paljenje rešavano pomoću plamena, usijane cevi ili takozvanog niskonaponskog – oksidujućeg paljenja.

Rešenja su se stalno smenjivala, ali ni jedno nije u potpunosti zadovoljavalo.

Ovaj problem je kvalitetno i trajno rešen tek uvođenjem visokonaponskog paljenja.

LITERATURA:

14

Knjige:

Grubisa M., Tehnicka eksploatacija motornih vozila I motora, Kragujevac, 2012 god.

Grubisa M., Oprema motora I vozila, Kragujevac, 2011 god.

Ostali izvori:

ftp://161.53.116.242/Predavanja_vjezbe_programi_rokovi/Motori/KNJIGA%20Motori%20s%20Unutarnjim%20Izgaranjem/12_MSUI_Otto_priprema_smjese_3_za_predavanje.pdf

http://www.slideshare.net/snezanamihajlovic/klasini-baterijski-sistem-paljenjad-11782647

http://www.motorna-vozila.com/sistem-za-paljenje-oto-motora/

http://www.auto-mart.hr/edukacija_5.htm

15