Pod cestovnim motornim vozilom podrazumijeva se samohodno vozilo pogonjeno motorom, čija putanja najcešce nije vezana za određenu trajektoriju.PODJELA KOPNENIH VOZILA :1.Vučna(priključna)2.Samohodna(motorna). -sa zavisnim kretanjem (šinska vozila)

-sa nezavisnim kretanjam(motorna vozila)MOTORNA:Cestovna i Terenska (transportna, vučna(radna),terenska)PODJELA CESTOVNIH VOZILA:Motorna, Priključna,KombinacijeMotorna( osobna i privredna(autobusi,teretna vozila ,tegljači), Motorkotači.Priključna( Nasjedne poluprikolice,Prikolice sa zglobnom rudom, Prikolice sa središnjim ramenom)KATEGORIJE :L MOPEDI, MOTOCIKLI, LAKI ČETVEROCIKLI I ČETVEROCIKLIL1 Mopedi - Motorna vozila s 2 kotačaL2 Mopedi - Motorna vozila s 3 kotačaL3 Motocikli - Motorna vozila s 2 kotačaL4 Motocikli s bocnom prikolicom - Motorna vozila s 2 kotaca i bočnom prikolicom-L5 Motorni tricikli - Motorna vozila s 3 kotača, simetrično postavljena s obzirom na uzdužnu os vozila radnog obujma motoraL6 Laki četverocikli - Motorna vozila s 4 kotača, čija je masa praznog vozila 350 kg što ne uključuje masu baterija kod električnih vozilaL7 četverocikli - Motorna vozila s 4 kotača osim lakih četverocikla, čija je masa praznog vozila _400 kgM OSOBNI AUTOMOBILI I AUTOBUSI(M1 Motorna vozila za prijevoz osoba koja osim sjedala za vozaca imaju još najviše 8 sjedala)ECE direktive dodatno razrađuju ovu kategoriju:M1a: Vozila koja imaju tri ili pet vrata i bocne prozore iza vozaca,a maksimalnamasa, pri opterećenju, ne prelazi 3500 kg, konstruirana i izradena prvenstveno za prijevoz putnika, a koja mogu biti adaptirana ili djelimično adaptirana za prijevoz tereta, obaranjem ili uklanjanjem bilo kojeg sjedišta iza sjedišta vozača.M1b: Vozila koja su konstruirana i izradena prvenstveno za prijevoz tereta, ali koja se mogu, adaptiranjem pomoću napokretnih ili obarajućih sjedišta (iza sjedišta vozača) primjeniti za više od 3 putnika.M2: Autobusi - Vozila za prevoz putnika koja, osim sjedišta za vozaca, imajuviše od 8 sjedišta i čija maksimalna masa nije veća od 5000 kg.M3: Autobusi - Vozila za prevoz putnika koja, osim sjedišta vozaca, imaju više od 8 sjedišta,masa >5000kg.N TERETNI AUTOMOBILI Motorna vozila za prijevoz tereta s najmanje 4 kotačaN1 Motorna vozila za prijevoz tereta najvece dopuštene mase < 3500 kgN2 Motorna vozila za prijevoz tereta najvece dopuštene mase izmedu 3500 i 12000 kgN3 Motorna vozila za prijevoz tereta najvece dopuštene mase >12000 kgNajveća doz. masa cestovnog vozila ovisi o kategoriji.-Dozv. masa za teretna vozila ovisi o broju osovina - u pravilu skup vozila ne smije prelaziti 40t-Izuzetak je maks. 44 t za troosovinski tegljac s dvo ili troosovinskom poluprikolicom kada prevozi 40-stopni ISO kontejner kao kombiniranu prijevoznu operaciju (jedinicu)O PRIKLJUČNA VOZILA

Prikolice uključujući i poluprikoliceO1 Priključna vozila najveće dopuštene mase < 750 kg O2 Priključna vozila najvece dopuštene mase>750kg ali 3500 kgO3 Priključna vozila kojima je najveća dopuštena masa > 3500 kg ali < 10000 kgO4 Priključna vozila kojima je najveća dopuštena masa > 10000 kgT TRAKTORMotorna vozila opremljena kotacima, s najmanje dvije osovine, koji ima konstrukcijsku brzinu vecu od 6 km/h i cija je glavna funkcija da vuče, gura, nosi ili pokreće određena oruđa, strojeve ili prikolice namijenjene poljoprivredi odnosno radu u šumi.(T1,T2,T3,T4,T5)C Traktori sa gusjenicama Traktori na gusjenicama ciji su pogon i upravljanje s beskrajnim gusjenicama icije su kategorije C1 do C5 odredene analogno kategorijama T1 do T5.RS RADNI STROJMotorno vozilo kojem je osnovna namjena obavljanje odredenih radova vlastitimuredajima i opremom, a koje svojom konstrukcijom ne pripada niti jednojkonstrukciji vozila opisanih u ovoj tabliciG Terenska vozila (Off-Road Vehicles)Vozila kategorije M i N koji ispunjavaju zahtjeve ove kategorije i provjerena su prema uslovima iz ECE regulative. VOZILA SPECIJALNE NAMJENE-SA-Vozilo za stanovanje SB-Blindirano vozilo SC-Ambulanta SD-Pogrebno voziloSF-Dizalica SG-Radno vozilo SG- Ostala) vozila specijalne namjeneVozila mogu biti komunalna i vojna.DINAMIKA VOŽNJE-Ukupni otpor vožnje [N]- Otpor kotrljanja- Otpor zraka - Otpor penjanja - Otpor ubrzanja - Otpor vučePogonska sila potreban za kretanje vozila mora svladati otpor vožnje (F=R=zbroj svih(N))

SNAGA OTPORA VOŽNJE(Pkt)- kod određivanja potrebne snage motora mora se uzeti u obzir još i unutarnje gubitke tj.otpore pogonskog mehanizma. Snaga je rad izvršen u jedinici vremena.

W-rad. F(R)-silas=putv=s/t (v=konst.a=0)Pm - snaga potrebna za savladavanje otpora u pogonskom mehanizmuPe-snaga motora

Ƞm= mehanički stupanj djelovanja transmisije ili stupanj iskoristivosti (0,8 – 0,9)OTPOR KOTRLJANJA-Zbog deformacije kotača, pri kotrljanju moramo savladati moment sprega kojega čine težina G i sila podloge N na kraku e

G-opterećenje koje se odnosi na jedan kotač.Taj je moment u ravnoteži s momentom sile otpora kotrljanja Fk na kraku radijusa kotača rMk=Fk*r Fk=Rk

OTPOR KOTRLJANJA Rk iznosi:

ƒk-koeficijent otpora kotrljanja je odnos sile otpor ai težine.Otpor kotrljanja svih kotača :Rk= Rkp + Rkz

Pritisak na podlogu iznosi: G1 + G2 =G * cosαRk Gcosfk

Koeficijent otpora kotrljanja ovisan je o:- deformaciji kotaca (gume); -tlaku zraka u gumi, -izvedbi i kvaliteti gume, - izvedbi i stanju puta, -brzini vožnje, -titranju kotača zbog neravnina puta.Pk-snaga potrebna za savladavanje otpora kotrljanja :PK= RK *v (W)OTPOR ZRAKA-sastoji se odr1-otpor čeone plohe vozilar2-otpor strujanja uz bočne ploher3-otpor vrtloženja iza vozila

Ovaj se izraz radi jednostavnosti racunanja može zamijeniti izrazom :

A-čeona površina vozila (M2)vr-relativna brzina nastrujavanja zraka prema vozilu (m/s)ρ-gustoća zraka (kg/m3)C-koeficijent otpora zraka.Ovisi o aerodinamičkoj formi vozilaSnaga otpora zraka :

OTPOR PENJANJA-treba savladati komponentu sile teže i iznosi:Rp= +/- G* sinα (N) (predznak ovisi da li se radi o penjanju ili spuštanju)-ako je poznat uspon u %, kut uspona je :

Pp-snaga potreban za savladavanje otpora penjanja ovisi o otporu penjanja i brzini.OTPOR UBRZANJA- prio ubrzanju ili usporavanju treba savladati sile inercije(tromosti) mase.-Nastaje zbog otpora mase promjeni stanja gibanja(1NZ)-Za translacijsko gibanje iznosi : Fin=m*a (2NZ)-Mase koje se rotiraju također se opiru promjeni rotacije svojim momentom tromosti. Ukupni otpor ubrzanja (Ru) iznosi :

koeficijent učešća rotacjskih masa(u praksi iznosi 2-5% ukupnog otpora)a-ubrzanje( m/s2)-Snaga za savladavanje otpora ubrzanja :

-Ukupna potrebna snaga za savladavanje svih otpora :

R-ukupni otpor vožnje(jednak je zbroju svih otpora)GRANICA TRENJA- Vučna sila na pogonskom kotaču mora biti manja od sile trenja da ne dođe do proklizavanja.

Da bi svladalo otpore vožnje, vozilo mora proizvesti odgovarajuću silu na obodu kotača.Najveća horizontalna sila Fmax koju svi kotači mogu ostvariti ovisi o koeficijentu trenja μ između ceste i pneumatika, te pritisku kotača na cestu.

G'-opterećenja pogonskog kotača (N)μ-koeficijent trenja između kotača i ceste

Sila na obodu kotača na horizontalnoj podlozi kod vozila s pogonom i kočnicama na svim kotačima ne može biti veća od

GRANICA TRENJA PRI UBRZANJUSila na obodu kotača mora savladati inercijsku silu ubrzanja Fin i sve ostale otpore vožnje Ro.

,

odnosno

μ-= T/N (koeficijent trenja) Fmax =μ* N

To znači da najveće ubrzanje koje može postići vozilo s pogonom na sve kotače bez obzira na raspoloživu snagu motora ne može biti veće od

GRANICA TRENJA PRI KOČENJUSila na obodu kotača mora savladati inercijsku silu kočenja Fin , ali ostali otpori vožnje Ro sada u tome pomažu

Pri istim uvjetima na cesti vozilo u pravilu može kočiti jačim intenzitetom nego ubrzavati - bez obzira na snagu motora, jer mu pri kočenju pomažu ostali otpori vožnje.

Opterećenje na nekoj osovini različito je u stanju mirovanja i u vožnji, a ovisi o:• težištu vozila• nagibu ceste• otporu zraka• inercijskim silama• vanjskim vučnim silama• centrifugalnim silama u zaokretu• žiroskopskom efektu (momentu zvrka u zaokretu)Efekt zvrka izazvan momentom zvrka je kod uobičajenih cestovnih vozila zanemariv, pa ga nećemo razmatrati.DINAMIKA VOŽNJE 1 osovine - Vozilo u stanju mirovanja- VOZILO NA RAVNOJ PODLOZIG – ukupna tež. vozila. G1 – tež. na pred. osovini. G2 – tež. na zad. OsoviniJednadžba ravnoteže momenta oko točke 1 :

Jednadžba kad postoji nagib : tan α= s/100 (s-zadani uspon ceste)

Jednadžba ravnoteže momenta oko točke 1 glasi :

N-pritisak podloge na zadnju osovinu.Jednadžba ravnoteže momenta oko točke 2 glasi :

M-pritisak podloge na prednju osovinu (osovina koja se nalazi na kosini niže s porastom uspona postaje opterećenija dok druga na višem nivou biva rasterećenija)Pri tome mora biti zadovoljen uvjet : M+N= G * cosα

DINAMIKA VOŽNJE 2 – vozilo u zavoju, stabilnostUvjeti za stabilnost vozila u zavoju -Vozilo će uredno proći zavoj po zahtijevanoj kružnoj putanji dok god se ne dogodiNešto od sljedećeg:1. Izlijetanje vozila ceste u zavoju2. BoČno prevrtanje vozila

Vozilo u zavoju

-Vozilo ulazi konstantnom brzinom v u zavoj polumjera R. Cesta je u zavoju bez poprečnog nagiba.-U trenutku kada smo zakretanjem kotača skrenuli auto iz jednolikoga pravocrtnoga gibanja, izazvali smo bočnu silu Fn izmedu kotača i ceste, a kojadjeluje na vozilo da bi ostvarilo kružnu putanju.Fn je centripetalna sila(bočna) u smjeru centra zavoja koja je potrebna za održavanje kružne putanje vozila.-Prema 2. Newtonovom zakonu (F=m·a), ako postoji aktivna sila F mora postojati i odgovarajuca akceleracija a u smjeru sile. U našem slučaju ta akceleracija je normalno (cenripetalno) ubrzanje an proporcionalno sili Fn = m * an

Normalno (centripetalno) ubrzanje an ovisi o kutnoj brzini

Odnosno, Prema 1. Newtonovom zakonu tijelo se opire svakoj promjeni stanja gibanja svojom silom inercije.- U našem je slučaju sila inercije - centrifugalna sila Fc.- Centrifugalna sila je po iznosu jednaka aktivnoj sili koja ju je izazvala. Fc=Fn

Zašto vozilo (nažalost) ponekad izleti s ceste u zavoju?- Zato što izostane realizacija potrebne centripetalne sile.(Fc)Potrebna centripetalna sila Fn je to veća- što je veća brzina vozila u zavoju-te što je manji radijus zavoja - “ oštriji zavoj”-Sila kojom se vozilo može oduprijeti cesti ovisi o trenju izmedu kotača i ceste(izraženom koeficijentom trenja), i pritisku na podlogu

-Najveća brzina u zavoju-

-najveĆa moguca brzina u zavoju uopĆe ne ovisi o masi (težini vozila),već iskljuČivo o koeficijentu trenja i radijusu zavoja!

Što se doga đ a kada vozilo ne ostvari potrebnu centripetalnu silu?- Zna č i, na vozilo pri izlijetanju s ceste djeluje manja centrifugalna sila nego pri urednom prolazu zavojem tom brzinom. -Vozilo će imati kružnu putanju, ali većeg radijusa od radijusa zavoja ceste!Pri tome, kako nije ostvarena potrebna centripetalna sila, ni centrifugalna sila nije onolika kolika bi bila da vozilo uspješno prolazi zavoj.

Ako uletimo u zavoj prevelikom brzinom moramo znati da prema izrazu:

ona traži veći µ nego što ga odnos ceste i kotača trenutno ima. Jedini način da se ovaj uvjet zadovolji je da se poveća radijus ceste.

Vozilo u zavoju s popre č nim nagibom-

U zavoju s poprečnim nagibom ceste treba ostvariti jednaku centripetalnu silu

Ta se sila ne ostvaruje samo pomoću trenja između kotača i ceste, nego i pomoću težine. Komponente koja djeluje niz nagib ceste G sinβ.

-Maksimalna brzina u zavoju s nagibom-

-Brzina u zavoju s idealnim nagibom-

Zašto se vozilo (nažalost) ponekad prevrne u zavoju?- Zato što moment prevrtanja usred centrifugalne sile može postati veći od momenta stabilnosti koji održava težina.Moment prevrtanja - Mp =Fc * hMoment stabilnosti - Ms=G *tDa ne dođe do prevrtanja mora moment stabilnosti biti veći od momenta prevrtanja.

Najveća brzina pri kojoj neće doći do prevrtanja

Vozilo na dva kota č a -Vozilo na dva kotača samo po sebi nije stabilno, pa stoga vozač mora održavati ravnotežu po svom osjećaju. Stoga, da bi se održala ravnoteža, rezultanta mora prolaziti kroz spojnicu dirališta obiju kotača.

Pri vožnji ravno, ako dođe do naginjanja na jednu stranu, vozač će okretanjem volana na istu stranu izazvati centripetalnu silu Fs.Istovremeno se u težištu pojavljuje i centrifugalna sila Fz.Nastali spreg sila vraća motocikl u ravnotežu.

Vozilo mase m će uspješno prolaziti zavoj radijusa R brzinom v ako na njega djeluje centripetalna sila Fs:

Kako je to vanjska sila kojom cesta djeluje na vozilo, istovremeno se u težištu vozilaJavlja odgovarajuća inercijska sila sitog iznosa, a suprotnog smjera- centrifugalna sila Fz:

Motocikl će održati ravnotežu ako je nagnut za kut γ prema odnosu:

-Uvjet da ne dođe do bočnog klizanja-μ* G > S

Konveksni put-

Za svako kružno gibanje potrebno je realizirati odgovarajuću centripetalnu silu.Na konveksnom putu ta je sila ostvarena pomoću težine vozila.Sve dok je potrebna centripetalna sila manja od težine, vozilo će imati kontakt s podlogom.Pritisak na podlogu predstavlja razlika između težine i centripetalne sile:P G Fn

Prilikom vožnje na konveksnom putu javlja se centrifugalna sila Fc koja djeluje suprotno od sile teže. Time dolazi do rasterećenja kotača, a zbog toga se smanjuje vučna i kočiona sila, a iupravljanje postaje nestabilno.

-Najveća dozvoljena brzina je tada –v

Konkavni put-

U ovom slučaju centrifugalna sila djeluje u istom smjeru kao i sila teže pa dodatno povećavaopterećenje na kotače. Dozvoljava se da dodatno opterećenje kotača iznosi svega 5 % ukupnog opterećenja G.

Vidi se da je maksimalna dozvoljena brzina vožnje kod konkavnog dijela ceste značajno manja od konveksnog.

Kategorije:L Mopedi, motocikli, laki četverocikli i četverocikliM Osobni automobili i autobusiN Teretni automobiliO Priključna vozilaT TraktoriC Traktori sa gusjenicamaRS Radni strojevi

Pogonska sila potrebna za kretanje vozila - mora svladati otpore vožnje:Rk - Otpor kotrljanjaRz - Otpor zrakaRp - Otpor penjanjaRin- Otpor ubrzanjaRv - Otpor vuče

Pri istim uvjetima na cesti vozilo u pravilu može kočiti jačim intenzitetom nego ubrzavati - bez obzira na snagu motora, jer mu pri kočenju pomažu ostali otpori vožnje.

Utjecaj inercijskih sila na opterećenje osovinaZbog ubrzavanja ili usporavanja na težište djeluju sile inercije:One kod kod ubrzanja djeluju protivno smjeru vožnje, a kod usporavanja u smjeru kretanja.

Opterećenje na nekoj osovini različito je u stanju mirovanja i u vožnji, a ovisi o:• težištu vozila• nagibu ceste

• otporu zraka• inercijskim silama• vanjskim vučnim silama• centrifugalnim silama u zaokretu• žiroskopskom efektu (momentu zvrka u zaokretu)

Opterećenje kotača pri kočenju:Kod kočenja će biti stražnja osovna dodatno rasterećena a prednja opterećena proporcionalno povećanju retardacije.

Utjecaj svih faktora na opterećenje osovinaOpterećenje osovina izazvano uslijed:1.Težine vozila G2. Otpora zraka Rz3. Otpora penjanja Rp4. Otpora ubrzanja Rin5. Otpora vuče Rv

Prikolica mora i sama kočiti i to početi trenutak ranije od vučnog vozila. Sumarno gledano, ubrzavanjem se povećava opterećenje zadnjih kotača pod utjecajem otpora zraka, otpora penjanja, inercije ubrzanja i vanjske vučne sile.Kod kočenja se povećava opterećenje prednjih kotača pod utjecajem inercijske sile. Stoga će pogon zadnjih kotača moći iskoristiti veću vučnu silu, a prednji će kotači uz usporenje moći iskoristiti veću silu kočenja.Zašto vozilo (nažalost) ponekad izleti s ceste u zavoju?Zato što izostane realizacija potrebne centripetalne sile Fn !Potrebna centripetalna sila Fn je to veća • što je veća brzina vozila u zavoju • te što je manji radijus zavoja - “oštriji zavoj”

Sila kojom se vozilo može oduprijeti cesti ovisi o trenju između kotača i ceste (izraženom koeficijentom trenja), i pritisku na podlogu. Vidimo da najveća moguća brzina u zavoju uopće ne ovisi o masi (težini vozila), već isključivo o koeficijentu trenja i radijusu zavoja!

Što se događa kada vozilo ne ostvari potrebnu centripetalnu silu?Ako uletimo u zavoj prevelikom brzinom moramo znati da brzina traži veći µ nego što ga odnos ceste i kotača trenutno ima. Jedini način da se zadovolji formula je da se poveća radijus ceste R.

Što se događa kada vozilo ne ostvari potrebnu centripetalnu silu?U tom će slučaju vozilo imati kružnu putanju s nekim većim radijusom R1. Taj novi radijus ovisi o novom koef. trenja µ1 a koji obično nije dovoljan za savladavanje zavoja. Znači, na vozilo pri izlijetanju s ceste djeluje manja centrifugalna sila nego pri urednom prolazu zavojem tom brzinom!

Vozilo u zavoju s poprečnim nagibomU zavoju s poprečnim nagibom ceste također treba ostvariti jednaku centripetalnu silu. Ta se sila sada ne ostvaruje samo pomoću trenja između kotača i ceste, nego i pomoću težine – komponente koja djeluje niz nagib ceste Gsinβ. U idealnom slučaju ravnoteže, težina G i centrifugalna sila Fc se mogu izbalansirati na način da rezultanta R postane okomita na cestu.

Tada uopće nije potrebna sila trenja ceste da bi auto uredno prošao zavoj.

Zašto se vozilo (nažalost) ponekad prevrne u zavoju?Da ne dođe do prevrtanja mora moment stabilnosti biti veći od momenta prevrtanja. U slučaju prevrtanja cijela težina vozila pada na vanjske kotače, dok su unutarnji potpuno rasterećeni. Dakle, prevrtanja neće biti sve dok rezultanta pada unutar dirališta kotača.

Utjecaj uzdužnog profila puta na brzinu vožnje• Konveksni putZa svako kružno gibanje potrebno je realizirati odgovarajuću centripetalnu silu. Na konveksnom putu ta je sila ostvarena pomoću težine vozila. Sve dok je potrebna centripetalna sila manja od težine, vozilo će imati kontakt s podlogom. U takvoj vožnji dolazi do rasterećenja kotača, te se smanjuje sposobnost vuče i kočenja, a i upravljanje postaje nestabilno.• Konkavni putU ovom slučaju centripetalna sila djeluje u istom smjeru kao i sila otpora podloge na vozilo. To povećava opterećenje na kotače. Vidi se da je maksimalna dozvoljena brzina vožnje na konkavnoj cesti značajno manja nego na konveksnoj.

Vozilo sa zagonom na stražnje kotače je:-labilno i lako dovodi do skretanja zadnjeg dijela,-povoljnije obzirom na povećanu vučnu sposobnost zbog povećanog opterećenja stražnjih kotača.

Vozilo sa zagonom na prednje kotače je:-stabilno,-nepovoljnije obzirom na rasterećenje prednjih kotača kod ubrzanja.

Radni ciklus motoraZbog različitog načina paljenja smjese gorivo ne može biti istih svojstava:• Kod benzinskog motora gorivo mora izdržati temperaturu uslijed tlaka u cilindru da se ne zapali samo od sebe (detonira) prije nego što to učini električna iskra• To svojstvo otpornosti goriva na samozapaljenje (detonacije) se mjeri oktanskim brojem

Cetanski broj• Kod dizel motora gorivo mora imati svojstvo da se lako samo zapali uslijed visokog tlaka u cilindru • To svojstvo voljkosti dizel goriva da se samo lako zapali se mjeri cetanskim brojem

Radni ciklus motoraObje vrste klipnih motora – benzinski i dizel – mogu imati radni ciklus:• dvotaktni ili • četverotaktniSvaki hod klipa u cilindru gore ili dolje je jedan takt. Dvotaktni motori obave jedan radni ciklus u dva takta – u jednom punom okretaju radilice.Četverotaktni motori obave jedan radni ciklus u četiri takta – u dva puna okretaja radilice.

Princip rada dvotaktnog motora:Dvotaktni motor s jednim cilindrom obavi cijeli radni ciklus u jednom okretaju radilice – jer je klip tada napravio 2 takta – po 1 hod gore i dolje.

U svakom se taktu obavi nekoliko radnji:1. takt – prema gore: a) usis medija u kućišteb) ispiranjec) kompresija

2. takt – prema dolje: a) ekspanzija b) ispuhc) usis medija u cilindar

Usporedba 2-t i 4-t motora2-taktni motoriPrednosti• jednostavni - mali broj dijelova (ne treba ventile ni razvod)• jeftini• mala težina• visoka brzina vrtnje• može raditi u bilo kojem položaju

4-taktni motoriPrednosti• ekonomični u radu• manja emisija štetnih plinova• dobro kočenje vozila motorom (benzinski motori s klasičnim ventilskim razvodom).

Mane• veća emisija štetnih plinova (zbog lošije izmjene medija i izgorenog ulja za podmazivanje)• troše više goriva (dio smjese zraka i goriva pobjegne kroz ispuh)• loše kočenje vozila motorom

• veća potrošnja ulja za podmazivanje

Mane• komplicirana konstrukcija• skuplji• veća težina

Indikatorski dijagram1-2: Usis - klip se giba od GMT ka DMT stvarajući podtlak u cilindru, kojim usisava zrak u cilindar2-3: Kompresija - klip se giba od DMT ka GMT sabijajući zrak koji se zato i zagrije3: Ubrizgavanje goriva (malo prije GMT). Visoki tlak i temperatura sabijenog zraka izazivaju samopaljenje smjese.3-4: Izgaranje smjese povećava pritisak do Pmax4-5: Nastavak izgaranja tjera klip pri pmax do 55-6: Ekspanzija – klip nastavlja hod do DMT6-1: Ispuh – klip izbacuje izgorjele plinove izvan cilindra.

Teoretski proces usisnog DM

Snaga motoraKemijska energija goriva se izgaranjem u cilindru pretvara u toplotnu. Toplinska se energija pretvara u mehaničku u vidu tlaka na čelo klipa. U cilindru postoje gubici topline na rashladi i ispušnim plinovima.Snaga motora dobivena na njegovom izlazu (zamašnjaku) manja je od indicirane snage (teoretske) za gubitke uslijed:

1. Izmjene radnog medija2. Otpora u mehanizmima motora3. Pogona pomoćnih agregata neophodnih za rad motora4. Pogona pomoćnih agregata vozila

Mjerenje snage motoraJedan od načina mjerenja snage motora je kočenje radilice kojim mjerimo okretni moment.Uređaj se zove kočnica, a može raditi na više principa (mehaničkom, hidrauličkom, električnom).

Mjerenjem pri raznim režimima rada dobiju se različiti dijagrami snage i momenta.a) Vanjska karakteristika motora - mjerenje pri pri punoj dobavi goriva (“puni gas”)

Vanjska karakteristika motora

Ovakva se krivulja zove vanjska karakteristika motora, jer zbog mjerenja pri punoj dobavi goriva nijedna radna točka ne može biti izmjerena izvan te krivulje.

Elastičnost motora se izražava faktorom elastičnosti. Područje vrtnje između maks. momenta i maks. snage se naziva elastično područje rada motora.

DIZEL MOTOR

Ubrizgavanje goriva kod dizel motoraU kratkom vremenu treba ubrizgati potrebnu količinu goriva, izmiješati ju s zrakom, te postići da se cijela smjesa pravovremeno zapali. Odgovarajuća smjesa se može dobiti isparavanjem goriva na dva načina:• Raspršivanjem goriva u fine kapljice unutarkompresionog prostora

• Taloženjem goriva na vruće stijenke komore za izgaranje pri čemu gorivo isparava i stvara gorivu smjesu.

Visoki zahtjevi postavljeni pred sustav za ubrizgavanje se kompliciraju još zbog: Vrlo kratkog ukupnog trajanja ubrizgavanja (Trajanje ubrizgavanja kod DM je 5/10.000 – 1/100 s), Malih ubrizganih količina po ciklusu (ubrizga se 5/1000 – 2/10 g/ciklusu), Visokih mehaničkih i temperaturnih opterećenja (tlak goriva: od 400 - 2.500 bar, temp. u cilindru preko 2000 Cº).

Prema prostorima u kojima se priprema goriva smjesa razlikujemo dva načina ubrizgavanja:• Indirektno• Direktno

Indirektno ubrizgavanje se vrši u predprostoru tako da se gorivo raspršuje u manjoj i zato toplijoj komori i tako lakše zapali. (rasprskač, predkomora, odbojna površina, strujni kanal)Za razliku od direktnog ubrizgavanja, ovi motori uvijek zahtijevaju predgrijavanje pomoću elektr. žarnice prije starta (ljeti i zimi). Ipak, danas se indirektno ubrizgavanje više ne koristi, jer ne uspijeva zadovoljiti stroge norme za emisiju štetnih tvari, a i troši više goriva.

Direktno ubrizgavanje - Za razliku od indirektnog ubrizgavanja, ovi motori zahtijevaju predgrijavanje pomoću elektr. žarnice prije starta samo pri niskim temperaturama.Moderni dizel motori koriste direktno ubrizgavanje raspršivanjem kapljica goriva. Osnovni razlozi raspršivanja goriva su:a) uvećanje njegove kontaktne površine radi ubrzanja razmjene toplineb) namjerna ili organizirana nehomogena raspodjela goriva po komori izgaranja radi kontroliranog zapaljenja i izgaranja tako nastale smjese.

Sustav za ubrizgavanje goriva dizel motoraSastoji se od dva ključna dijela:• Pumpa visokog pritiska (PVP)• Brizgaljka (brizgač, sapnica, rasprskač, “dizna”)

Pumpa visokog pritiska može biti izvedena:• Svaki cilindar ima svoju PVP s vodom visokog tlaka do brizgača• Jedna PVP s više klipova koji stvaraju pritisak za svaki cilindar posebno• Jedna PVP s jednim klipom i razdjelnikom pritiska (“Verteiler pumpe”)• PVP s zajedničkim vodom (“Common Rail”) visokog tlaka do brizgača u cilindrima• U nekim rješenjima su funkcije PVP i brizgača spojene u istoj jedinici: pumpa–brizgač (“Pumpe-düse”) za svaki cilindar posebno.

COMMON RAIL SUSTAV UBRIZGAVANJA GORIVAElektro magnetno upravljana brizgaljka (više kontroliran sustav od starijih ubrizgavanja, omogućava veću snagu, manju emisiju ispušnih plinova)

Razlika PD i CRCR ima jedan vod visokog tlaka, svaki element PD stvara svoj tlak, kod ubrizgavanja CR je bitna elektronika, PD je u mehaničkoj vezi sa radilicom koja pokreće bregasto vratilo. Kod CR ne možemo bez elektronike dok kod drugih sustava možemo i bez elektronike.

BENZINSKI MOTOR

Otto motori mogu raditi na benzin, alkohol, LNG plin ili metan. Ono što suštinski razlikuje benzinske i dizel motore je način zapaljenja smjese goriva i zraka(kod benzinskog motora zapaljenje izaziva električna iskra)Otto motori u pravilu usisavaju u cilindar već pripremljenu smjesu goriva i zraka. Iznimka su novije generacije motora s direktnim ubrizgavanjem goriva u cilindar. Radni ciklus 4-taktnoga Otto motora: 1. usis, 2. kompresija i paljenje smjese, 3. ekspanzija, 4. ispuh.

Indikatorski dijagram (p-V dijagram) Otto motora:A Usis B KompresijaC Paljenje smjese i ekspanzijaD Ispuh

P-v dijagram

Stvaranje gorive smjese u Otto motoruOtto motor je osjetljiv na varijacije odnosa zraka i goriva.Odnos mase zraka i goriva se označava AFR– Air to Fuel Ratio.Za kvalitetno i potpuno izgaranje treba ostvariti pravilan omjer zraka i goriva u usisnoj smjesi.Idealni omjer zraka i goriva u usisnoj smjesi zove se stehiometrijski odnos. Npr. za gorivo izo-oktan taj idealni odnos iznosi 14,7 kg zraka na jedan kilogram goriva i označava se AFRsteh =14,7

Pravilan (stehiometrijski) odnos je pri λ=1. Kad je λ<1 , smjesa je bogata, a pri λ>1 je siromašna.

Smjesa zraka i goriva se u cilindru pri kompresiji zagrije na 400 – 500 C°. Ta je temperatura niža od točke samozapaljenja, smjesu mora zapaliti električna iskra. U svakom slučaju smjesa zraka i goriva mora prije toga biti precizno pripremljena.

Priprema gorive smjese može biti:1.Vanjska – smjesa se priprema prije ulaza u cilindar:

1.1 Rasplinjač (karburator)1.2 Indirektno ubrizgavanje

2. Unutarnja – smjesa se stvara u cilindru (direktno ubrizgavanje goriva).

Princip rada rasplinjača: -Struja zraka koju pri usisu stvara podtlak u cilindru prolazi kroz suženje u rasplinjaču. -To suženje ima oblik Venturijeve cijevi.-Zrak se na tom mjestu zato naglo ubrzava stvarajući dodatni podtlak.-Taj podtlak usisava gorivo iz sapnice koja se nalazi na najužem dijelu.-Gorivo se raspršuje i isparava u usisnom kanalu.-Količinu smjese regulira donji leptir povezan s pedalom gasa.-Gornji leptir služi za obogaćenje smjese pri hladnom startu (“čok”).

Gorivo se u sapnicu dovodi iz komore u kojoj se održava stalni nivo pomoću plovka i ventila.

Danas Otto motori stvaraju gorivu smjesu pomoću sustava ubrizgavanja goriva. Prednosti sustava za ubrizgavanje pred rasplinjačem:• Veći okretni moment i povećana snaga motora.• Manja specifična potrošnja goriva.• Manja emisija štetnih tvari• Točnije stvaranje smjese u svim pogonskim uvjetima.• Bolje punjenje zbog povoljnijeg oblika usisnih kanala i boljeg unutarnjeg hlađenja.• Brže isparavanje goriva i time brža tvorba homogene smjese.• Svakom cilindru se dozira ujednačena količina goriva.• Ujednačeni prijelazi pri promjeni opterećenja i bolja elastičnost momenta.• Sigurnije upućivanje kod hladnog i toplog motora.• Bolje ubrzanje i kočenje motora radi brže reakcije sustava ubrizgavanja.

Razlikujemo nekoliko načina ubrizgavanja goriva kod Otto motora:• Centralno ubrizgavanje (Single Point Injection).• Zasebno ubrizgavanje u usisnu cijev svakog cilindra (Multi Point Injection).• Direktno ubrizgavanje u cilindar.

Centralno ubrizgavanje goriva – Single Point InjectionPrednost ovakvog sistema:• Jednostavnija i jeftinija konstrukcija.Mana:• Nejednolika raspodjela goriva po cilindrima

Zasebno indirektno ubrizgavanja goriva po cilindrimaPri tome razlikujemo:• Istodobno ili simultano ubrizgavanje – sve brizgaljke istodobno ubrizgavaju• Grupno ubrizgavanje – ubrizgavaju dvije po dvije brizgaljke (1+3, pa 2+4 cil.)

• Slijedno ili sekvencijalno ubrizgavanje – ubrizgava jedna po jedna brizgaljka• Sekvencijalno ubrizgavanje specifično za svaki cilindar – prema potrebi toga cilindra

Direktno ubrizgavanje gorivaSlojevita smjesa λ > 1 (siromašna smjesa)Koristi se pri malom opterećenju motora i pri niskom broju okretaja. Pri takvom se ubrizgavanju neposredno prije trenutka paljenja stvori oblak gorive smjese oko svjećice.Taj je oblak obavijen slojem zraka i ostataka izgaranja, koji ga termički izoliraju. To poboljšava iskoristivost goriva i smanjuje potrošnju.U praznom hodu motora ubrizgavanje traje manje od 0,5 ms.To je petina vremena koju ima na raspolaganju indirektno ubrizgavanje u usisnu cijev.

Homogena smjesa – steh.odnos (λ = 1)Koristi se pri većem opterećenju motora i pri većem broju okretaja. Tada bi slojevito punjenje izazivalo čađu i štetne plinove.Stoga se formira homogena smjesa goriva i zraka.

Ubrizgavanje se odvija u taktu usisa ili kompresije. Stupanj kompresije je 12:1. Tlak ubrizgavanja 50 - 200 bara.

Bitno kod DM:- Smjesa se pali u cilindru bez vanjske pomoći- Ubrizgavanje – ključan moment kod DM zbog stvaranja homogene smjese, da se

zapali sa boljom raspodjelom tlaka- Kompresija 20:1, 750-900 stupnjeva temp u koju se ubrizga gorivo i zrak, eksplozija

2000 stupnjeva- Direkno ubrizgavanje - imaju mekši rad

Razlike DM i BM- Brzina vrtnje motora- Potrošnja goriva- Veća snaga na nižim okretajima- Razlika u kompresiji- Svjećica / samozapaljenje- Tlakovi u cilindru

Zajednički otpori čovjeku i vozilu (otpor zraka i penjanja)Što je veći nagib, to je veća sila Rp (otpor penjanja)Inicijalna sila je posljedica ubrzavanjaVozilo mora svladati sve otporeOtpor penjanja je uvijek dolje, išao kamion uzbrdo ili nizbrdoSnaga otpora vožnje (proporcionalna je s brzinom)10-20% je gubitak snage na transmisijuPri istim uvijetima na cesti vozilo se u pravilu prije može zaustaviti nego ubrzatiPrilikom ubrzanja se suprostavljaju svi otpori vožnje a kod kočenja pomaže otpor vožnje da se vozilo zaustavi.cestovno vozilo je kompliciranije od šinskog jer je njegov trajektorij kompliciraniji i sofisticiraniji od šinskogBM ima 12 kompresija a DM ima 14-16

Kod motora s UI iskoristivost je oko 40-45%1kW benzina je 400w na radiliciIskra u svjećici se pali preko kompjutera u točno određeno vrijemeDizel gorivo ima više energije u sebi (zato dizel manje troši)Dizel ima veći tlak zbog energije gorivaDetonacija – nekontrolirano paljenje smjese (ne smije se dogoditi)Najbolje je voziti u elastičnom području (manje goriva motor troši)BM 6000-6500rpm, DM 4000-4500rpm1 takt traje pola obrtaja radiliceDM radi u siromašnoj smjesiOM (direktno ubrizgavanje – bolje, točnije stvaranje smjese)Direktno ubr manje troši jer se bogata smjesa stvara samo u jednom dijelu gdje ona eksplodira (GDI)Rasprskač – jeftiniji i jednostavniji nego kod CR