TEHNIČKI ELABORAT PREINAKE VOZILA TOYOTA CELICA GT 2.0

Varaždin, studeni 2007.

2

Snimljeno 23. 06. 2007.god. tijekom montaže

Snimljeno 29. 09. 2007.god. prije prve probne vožnje

3

2. Sadržaj 1. Naslovna stranica 2. Sadržaj 3. Reference izvoñača preinake 4. Tehnički opis preinake

4.1. Popis s vozila demontiranih – za električni pogon nepotrebnih sklopova, ureñaja i instalacija

4.2. Novo ugrañeni sklopovi, ureñaji i instalacije 4.2.1. Akumulatori za vožnju

4.2.1.1. Tvornički podaci 4.2.1.2. Ugradnja i smještaj akumulatora na vozilu 4.2.1.3. Višenamjenska brzo rastavljiva akumulatorska priključnica 4.2.1.4. Instrument pokazivač ispražnjenosti akumulatora

4.2.2. Elektromotor za vožnju 4.2.2.1. Pričvršćenje elektromotora na mjenjač i ostali nosači 4.2.2.2. Adaptacija i montaža originalne spojnice vozila na elektromotor 4.2.2.3. Vanjski centrifugalni ventilator za hlañenje elektromotora

4.2.2.3.1. Problematika hlañenja na malim brojevima okretaja motora 4.2.2.3.2. Adaptacija elektromotora na centrifugalni ventilator 4.2.2.3.3. Usmjerivač zraka za hlañenje

4.2.3. Regulator i sklopnici elektromotora za vožnju 4.2.3.1. Opis i princip rada regulatora 4.2.3.2. Pogonski prekidač s ubrzivačem – pedala za gas 4.2.3.3. Sklopnici elektromotora 4.2.3.4. Kontaktni relej i aktivacija 72V ureñaja 4.2.3.5. Instrument brojač sati rada elektromotora

4.2.4. Vakuum pumpa za servo ureñaj za kočnice 4.2.5. Električni grijač vjetrobrana i kabine za putnike

4.2.5.1. Konstrukcija, opis i smještaj grijača 4.2.5.2. Zaštitni elementi, princip i dijagram rada grijanja

4.2.6. Obrtomjer kao pokazivač opterećenja elektromotora 4.2.7. Električne sheme

4.2.7.1. Shema tiristorskog regulatora 4.2.7.2. Strujna shema 72V ureñaja 4.2.7.3. Ostale električne sheme ili slike

4.2.8. Punjač za akumulatore 72V 5. Raspored masa po osovinama, kontrola nosivosti osovina

5.1. Krak težine vozila 5.2. Kontrola opterećenja osovina

6. Podaci o vozilu 7. Izjava o izvršenoj preinaci vozila

4

4. Tehnički opis preinake

4.1. popis s vozila demontiranih – a za električni pogon nepotrebnih sklopova, ureñaja i instalacija

Kao nepotrebni kod prerade na električni pogon iz automobila su demontirani:

• Benzinski motor • Kompletan ispušni sistem • Hladnjak za vodu s cjevovodom • Grijač kabine za putnike na vodu – radijator • Hladnjak za ulje motora s cjevovodom • Rezervoar sa pumpom i plovkom za benzin • Cjevovode za dovod i povrat viška benzina • Filtar za benzin • Elektropokretač i alternator • Elektroničku jedinicu motora – tzv. kompjutor • Kompletan električni sistem za paljenje • Instrumenti motora i pokazivač za gorivo • Upaljač za cigarete

4.2. novo ugrañeni sklopovi, ureñaji i instalacije

1. Trakcijski 6V akumulatori za vožnju – 12 komada 2. Elektromotor za vožnju – 1 komad 3. Centrifugalni ventilator za hlañenje elektromotora – 1 komad 4. Pogonski prekidač – pedala za gas – 1 komad 5. Regulator i sklopnici – 1 komplet 6. Grijač vjetrobrana i kabine za putnike – 1 komplet 7. Vodovi električne instalacije – 1 komplet 8. Instrumenti i kontrolni ureñaji napona 72V – 1 komad 9. Vakuum pumpa membranska, 12V – 1komad 10. Vanjski (garažni, samostojeći) punjač za akumulatore – 1 komad

5

4.2.1. trakcijski akumulatori za vožnju

4.2.1.1. akumulatori za vožnju – tvornički podaci Proizvoñač: TAB – Tovarna Akumulatorskih Baterij, d. d. Mežica, Slovenija Tip: GOLF CART TAB 6V – 180 Ah, po standardu EN 60254/1 Težina baterije s kiselinom: 31 kg Gustoća elektrolita: 1,28 +/- 0,01 kg/l, kod 25ºC Dimenzije: 190*244*270 mm (ŠxDxV) Broj ciklusa: 1200 pri 80% ispražnjenosti po standardu EN 60254/1.

Slika 1. – akumulatori prije montaže na vozilo

4.2.1.2. ugradnja i smještaj akumulatora na vozilu Projektni zadatak:

� kapacitet akumulatora mora osigurati akcioni radijus za lokalne gradske i prigradske vožnje na kratkim i srednjim relacijama,

� ravnomjerno rasporediti težinu akumulatora po vozilu da se ne naruši stabilnost ili upravljivost automobila,

� maksimalno iskoristiti raspoloživi prostor u vozilu

6

Realizacija: Četiri akumulatora su smještena u prednjem dijelu vozila, u prostoru oko elektromotora. Nosači za akumulatore (slika 2. i slika 3.) su izrañeni od perforiranih kutnih čeličnih profila.

Slika 2. – nosač za dva akumulatora, iznad zubne letve volana

Slika 3. – nosač za dva akumulatora, izmeñu prednjeg veznog lima i elektromotora

7

Čelični profili od kojih su izrañeni nosači su perforirani i plastificirani, standardnih su dimenzija 60 mm X 40 mm, a debljina stjenke je 2 mm. Nosač (slika 2.) za smještaj dva akumulatora u prostor iznad zubne letve volana je na karoseriju vozila vijcima velike vlačne čvrstoće (8.8) pričvršćen (slika 4.) u 4 točke ( od toga u točkama 1,2 i 3 ovješeno) i s četvrtim nosačem kao okomitom pod-uporom na uzdužni nosač motora i mjenjača ( točka 4 u središnjem dijelu ispod nosača akumulatora) sve na mjestima od strane proizvoñača vozila predviñenim i unaprijed pripremljenim za montažu opreme i ureñaja.

Slika 4. – točke pričvršćenja akumulatora Nosač (slika 3.) za smještaj dva akumulatora u prostor izmeñu prednjeg veznog lima i elektromotora (slika 5.) je pričvršćen na karoseriju vozila vijcima velike vlačne čvrstoće (8.8) u 4 točke ( od toga u točkama 1 i 2 ovješeno) na dijelu označenom brojem 3 se naslanja na poprečni nosač cijelom širinom i s četvrtim nosačem kao okomitom pod-uporom na uzdužni nosač motora i mjenjača ( točka 4 u središnjem dijelu ispod nosača akumulatora) sve na mjestima od strane proizvoñača vozila predviñenim i unaprijed pripremljenim za montažu opreme i ureñaja. U točkama 5 i 6 je prednji nosač pričvršćen na donji dio prednjeg veznog lima, na mjestu predviñenom za pričvršćenje hladnjaka benzinskog motora i njegove opreme (na slici 6. označeno strelicom). Spojevi su realizirani pomoću umetaka od tzv. SIPAS plastike, pojačanih mesinganim podložnim pločicama velikoga presjeka i s obje strane pričvršćenih središnjim vikom velike vlačne čvrstoće (8.8). Akumulatori su smješteni na način da ne ometaju kontrolu ili održavanje okolnih ureñaja vozila, maksimalno moguće ili dopušteno nisko, što bliže kolniku, a sve zbog postizanja niske točke težišta i time postizanja maksimalno moguće stabilnosti vozila.

8

Slika 5. – točke pričvršćenja akumulatora

Slika 6. – vijak i mesingana pločica za pričvršćenje nosača akumulatora na uzdužni nosač

9

Akumulatori su pričvršćeni kako ne bi došlo do njihovog pomjeranja u toku vožnje (slika 7. i slika 8.).

Slika 7. – pričvršćenje akumulatora (iznad zubne letve volana) protiv pomjeranja

Slika 8. – pričvršćenje akumulatora izmeñu prednjeg veznog lima i elektromotora

10

Učvršćenje akumulatora smještenih iznad zubne letve volana je izvedeno pomoću poprečnog drvenog fiksatora prilagoñenog obliku akumulatora, te preko njega vijcima fiksiranim kutnim profilom. Isti je princip pričvršćenja primijenjen i za akumulatore smještene izmeñu prednjeg veznog lima i elektromotora s dodatkom poprečnog drvenog fiksatora smještenog ispod oba akumulatora. Preostalih osam (od ukupnih dvanaest) akumulatora je smješteno u zatvorenom spremniku posebno projektiranoj drvenoj kutiji s poklopcem (slika 9.), s rešetkasto pojačanim dnom. Kutija je smještena u prtljažniku u stražnjem dijelu vozila, iza naslona zadnjih sjedala za putnike. Kutija je na karoseriju vozila pričvršćena s četiri čelična vijka velike vlačne čvrstoće (8.8). Prednji dio kutije je vijcima pričvršćen na tvornički pojačani poprečni nosač (izmeñu stražnjih kotača). Kutija je zatvorenog tipa čime je onemogućen bilo kakav izlazak plinova koji bi nastajali prilikom punjenja ili pražnjenja u prostor za putnike – kabinu.

Slika 9. – kutija za osam stražnjih akumulatora s rešetkasto pojačanim dnom Za meñusobno spajanje polova akumulatora koriste se na akumulatorima u prednjem dijelu vozila brzo rastavljive i izolirane kleme (slika 10.). Te su brzo rastavljive i izolirane kleme projektirane i dimenzionirane za maksimalnu dopuštenu struju 800 A. Obzirom da je struja glavnog potrošača – elektromotora 230A nema nikakve opasnosti za strujno preopterećenje klema. U zatvorenom spremniku u stražnjem dijelu vozila su polovi spajani kombinirano. Polovi s više raspoloživog slobodnog prostora su spajani s brzo rastavljivim izoliranim klemama, a polovi s manje raspoloživog prostora su spajani sa standardnim automobilskim klemama (slika 10.).

11

Slika 10. – kleme za spajanje akumulatora

4.2.1.3. višenamjenska brzo rastavljiva akumulatorska priključnica Spajanje akumulatora na električni ureñaj automobila se vrši preko brzo rastavljive priključnice. Priključnica je smještena u prednjem dijelu vozila, ispod poklopca motora – haube neposredno uz muldu lijevog blatobrana (zaokružena žutom crtom na slici 11.). Obzirom da nije poželjno da za vrijeme punjenja akumulatora, zbog pojave višeg napona od nazivnog, regulator motora bude priključen, akumulatori se pomoću brzo rastavljive priključnice razdvoje od električnog ureñaja automobila i spajaju na priključnicu punjača.

Slika 11. – brzo rastavljiva akumulatorska priključnica

12

4.2.1.4. instrument pokazivač ispražnjenosti akumulatora

Mjerač je ugrañen na mjesto upaljača za cigarete, desno od mjesta za ugradnju radio aparata (slika 12.). Osnovna je namjena mjerača ispražnjenosti akumulatora za vožnju informacija vozaču, a može se usporediti s pokazivačem nivoa goriva u rezervoaru kod klasičnih vozila. Informacija o stanju napunjenosti odnosno ispražnjenosti se pokazuje u vidu niza svjetlećih dioda (Slika 13.). Skala je baždarena u postocima skokovito u vrijednostima od po 20%. Nakon što vozač izvrši uključenje kontakta pod napon dolazi i mjerač. Elektronički procesor u mjeraču nakon uključenja izvršava naponsko testiranje i dogaña se paljenje svjetlećih dioda – redom od crvene prema žutoj. Ovisno o stanju napunjenosti i vrijednosti trenutnog napona toliko svjetlećih dioda je upaljeno, ako su akumulatori potpuno napunjeni svijetle sve četiri zelene i žuta dioda zajedno. Ako je trenutna napunjenost akumulatora manja svijetli recipročno toliko dioda, a ako su akumulatori ispražnjeni do kraja, tada se pali crveno svjetlo što je znak da treba što prije pristupiti punjenju akumulatora.

Slika 12. – smještaj instrumenta pokazivača ispražnjenosti akumulatora

Slika 13. – pokazivač ispražnjenost akumulatora

13

4.2.2. elektromotor za vožnju Projektni zadatak:

� snaga elektromotora mora biti dostatna za pogon vozila Toyota celica i radnim režimom osigurati akcioni radijus za lokalne gradske i prigradske vožnje na kratkim i srednjim relacijama,

� snaga elektromotora mora biti usklañena s odredbama Pravilnika o tehničkim uvjetima vozila u prometu na cestama Članak 10.

o stavkom 6. za vozila na električni pogon, � podstavkom b) s napajanjem iz vlastitog izvora električne energije –

za vozila namijenjena prijevozu osoba – najmanje 3 kW/t, osim za bicikle s električnim motorom,

� prvenstvo kod izbora ima elektromotor hrvatskog proizvoñača KONČAR Realizacija:

4.2.2.1. tvornički podaci o elektromotoru Podaci s natpisne pločice elektromotora: Proizvoñač: KONČAR Vrsta: Istosmjerni motor; №: Z05150 Tip: IK 16L2 Napon: 72V; Struja: 230A; Snaga: 11,8KW; Radni režim: S2 – 60’ Broj okretaja: 1850 1/min Uzbuda: serijska Oblik: B5 – IP 10 – IC 01; Klasa izolacije: F VDE 0525/03.83, Godina: 1981; T. O. 40ºC

14

Skenirana shema statora (ustupio TOROID – Nedelišće)

15

Skenirani matični list proizvoñača (ustupio TOROID – Nedelišće)

16

Skenirani proračun proizvoñača (ustupio TOROID – Nedelišće)

17

4.2.2.2. pričvršćenje elektromotora na mjenjač i ostali nosači Elektromotor je ugrañen na mjesto s kojeg je prethodno izvañen originalan benzinski motor Za pričvršćenje elektromotora su zadržani i upotrijebljeni originalni tvornički elastični nosači, bez ikakvih preinaka (slika 14.).

Slika 14. – elektromotor je pričvršćen na originalni nosač predviñen za benzinski motor Na stražnjoj je strani elektromotora (strana na kojoj se nalaze kolektor rotora i četkice) vijcima pričvršćen / dograñen posebno prilagoñeni nosač, izrañen od debljeg čeličnog lima tzv. pločevine debljine 6 mm. Spomenuti je nosač spojen s originalnim elastičnim nosačem od benzinskog motora, na muldu desnog blatobrana (slika 15. i slika 16. žutom su crtom zaokruženi detalji).

Slika 15. – nosač na stražnjem dijelu elektromotora je elastično ovješen na muldu

18

Slika 16. – pogled iz drugog kuta na stražnji nosač elektromotora i ovjes na muldu

Na drugoj, takozvanoj prednjoj strani (strana na kojoj izlazi pogonska osovina), elektromotor je s osam komada čeličnih vijaka M10, s cilindričnom glavom i šest-stranom rupom velike vlačne čvrstoće (8.8) “IMBUS” DIN 912, (dužinski prilagoñeni da ravnina smicanja ne prelazi preko navoja), učvršćen na specijalno izrañenu čeličnu adaptirajuću meñu – ploču (slika 17 i slika 18).

Slika 17. – skica meñu-ploče za rezanje plazmom na pantografu

19

Adaptirajuća meñu – ploča je izrañena rezanjem plazmom na pantografu, točno prema obliku i mjerama kućišta (tzv. zvona) spojnice mjenjača.

Slika 18. – meñu – ploča u fazi montaže

Elektromotor je zajedno s mjenjačem u odnosu na karoseriju vozila montiran potpuno elastično, obzirom da je i mjenjač na automobil pričvršćen s originalnim, tvornički projektiranim elastičnim nosačem, na muldi lijevog blatobrana. Takoñer je u funkciji zadržan originalan tvornički uzdužni nosač mjenjača, koji je smješten izmeñu središnjeg dijela prednjeg veznog lima i središnjeg dijela poda vozila, u predjelu ispod nogu vozača i suvozača. Na spomenutom uzdužnom nosaču su zamijenjena dva elastična gumena umetka s dva umetka od tzv. SIPAS plastike (slika 19.) , kako bi na taj način postigla bolja čvrstoća te eliminirale negativne pojave vezane uz okretni moment elektromotora. Umecima od plastike je istovremeno smanjena vibracija i ujedno eliminirana mogućnost pojave «metalne zvonjave» ili buke u vožnji.

20

Slika 19. – uzdužni nosač ispod elektromotora i mjenjača s umecima od SIPAS plastike

4.2.2.3. adaptacija i montaža originalne spojnice vozila na elektromotor Za vezu elektromotora s mjenjačem je zadržan originalan tvornički mehanizam disk spojnice (kvačila), zajedno s originalnim hidrauličkim cilindrom. Umjesto prijašnjeg zamašnjaka benzinskog motora je montiran novi mjerama spojnice potpuno identičan i prilagoñen disk, koji je na osovinu elektromotora montiran rastavljivim spojem i osiguran prijenos gibanja sa standardnim čeličnim klinom (tzv. kajlom) širine 12mm (slika 20, slika 21 i slika 21a).

21

Slika 20. – novi čelični disk spojnice je klinom povezan s osovinom elektromotora

Slika 21. – pogled iz drugog kuta na novi disk spojnice montiran na elektromotor

22

Slika 21a. – radionička skica

Originalna tvornička spojnica motora i mjenjača (slika 22) je zadržana zbog postizanja većeg stupnja pouzdanosti u slučaja kvara ili eventualnog potpunog otkazivanja elektroničkog regulatora elektromotora. U takvom bi slučaju bilo dovoljno mjenjač postaviti u neutralni položaj, elektromotor spojiti direktno na akumulatore i pokrenuti ga da se vrti. Za nastavak vožnje u tom bi slučaju bilo dovoljno pritisnuti / aktivirati spojnicu, ubaciti mjenjač u brzinu i voziti na način kao s benzinskim ili diesel motorom.

Slika 22. – originalna spojnica montirana na elektromotor spremna za ugradnju na vozilo

23

Slika 22a. – elektromotor, mjenjač i uzdužni nosač spremni za montažu u vozilo

Slika 22b. – elektromotor, mjenjač i uzdužni nosač spremni za montažu u vozilo

24

Slika 22c. – pogled s desne strane na elektromotor, mjenjač i uzdužni nosač

Slika 22d. – pogled s prednje strane na elektromotor, mjenjač i uzdužni nosač

25

Spojnica može poslužiti i kao sigurnosni sustav u slučaju eventualnog nastajanja potpune vodljivosti regulatora (uslijed proboja tiristora ili nekog drugog kvara) i time nepoželjnog i opasnog rada elektromotora. Nema potrebe za trenutnim prekidom strujnog toka izmeñu akumulatora i elektromotora dovoljno je jednostavnim aktiviranjem / pritiskom spojnice izvršiti razdvajanje pogonskog elektromotora od mjenjača, te potom potpuno sigurno zaustaviti vozilo, bez bilo kakvih sporednih opasnosti.

4.2.2.4. vanjski centrifugalni ventilator za hlañenje elektromotora

4.2.2.4.1. problematika hlañenja na malim brojevima okretaja motora Serijski istosmjerni elektromotori kojoj vrsti pripada i ugrañeni motor za vožnju su specifični po svojoj karakteristici okretnog ili poteznog momenta, koji je recipročan jakosti strujnog toka kroz elektromotor. Kako su u trenucima pokretanja brojevi okretaja elektromotora mali, a struja koja prolazi kroz namotaje motora može biti izrazito jaka, to ima za posljedicu zagrijavanje. Potrebno je osigurati što efikasnije hlañenje upravo u radnom režimu najmanjeg broja okretaja, jer je tada originalan ventilator na rotoru nedovoljno efikasan. Takoñer je bitno i to da je gradska vožnja spora vožnja, s puno zaustavljanja i kretanja. Dogradnjom vanjskog snažnog centrifugalnog ventilatora riješen je problem nedovoljno efikasnog hlañenja kod malih brojeva okretaja, kao i kontinuiranost hlañenja u vrijeme kada vozilo i motor miruje u zastojima u koloni ili na semaforima, što osigurava duže vremenske intervale hlañenja od standardnih.

4.2.2.4.2. adaptacija elektromotora na centrifugalni ventilator Da bi se postiglo maksimalno efikasno hlañenje elektromotora izabran je snažan centrifugalni ventilator. Za pogon turbine ventilatora je ugrañen 12V elektromotor koji se inače upotrebljava za pogon ventilatora hladnjaka rashladne tekućine benzinskog motora vozila Yugo koral 55.

4.2.2.4.3. usmjerivač zraka za hlañenje Centrifugalni ventilator je montiran izravno na gornji dio statora elektromotora (slika 23), a struja zraka se uvodi u rashladne otvore elektromotora putem usmjerivača, koji je ujedno i dodatni nosač za ventilator. Prednja strana tijela ventilatora s otvorom za usis zraka je okrenuta u smjeru vožnje što dodatno pojačava ulaz svježeg zraka u ventilator. Sam ulazni otvor (slika 25) je velikog presjeka, a zaštitna mreža štiti otvor od ulaska nepoželjnih stranih predmeta ili lišća.

U unutrašnjosti usmjerivača zraka su postavljene dvije profilirane pregrade oblikovane i usmjerene točno prema otvorima na elektromotoru i zakrivljene u blagom luku za što efikasnije strujanje zraka bez unutrašnjih otpora ili nepoželjnih vrtloženja (slika 24).

26

Slika 23. – ventilator je montiran na gornji dio statora elektromotora, a struja zraka se uvodi u rashladne otvore elektromotora putem usmjerivača, koji je ujedno i dodatni nosač ventilatora

Slika 24. – skica strujanja zraka kroz usmjerivač

27

Slika 25. – ulazni otvor ventilatora je velikog presjeka, a zaštitna mreža štiti otvor od ulaska nepoželjnih stranih predmeta ili lišća

Princip rada ventilatora: Ventilator se uključuje pomoću zaštitnog releja, odmah nakon uključivanja glavnog kontakta, ključem na bravi volana (shema: slika 26).

Slika 26.

28

Relej je smješten na poprečnom nosaču za električnu opremu, lijevo pokraj 12V kutije za osigurače (slika 27). Sustav ventilatora je osiguran dograñenim osiguračima (slika 28).

Slika 27. – relej elektromotora turbine za hlañenje – označen žutom crtom

Slika 28. – raspored u 12V kutiji za osigurače

29

4.2.3. regulator i sklopnici elektromotora za vožnju

Projektni zadatak:

� regulator mora biti kompatibilan izabranom elektromotoru, � održavanje mora biti svedeno na najmanju moguću mjeru,

Realizacija:

4.2.3.1. opis i princip rada regulatora Za efikasnu regulaciju i upravljanje elektromotorom na vozilo je ugrañen elektronički – tiristorski regulator (slika 29).

Slika 29. – regulator je pričvršćen na desni dio poprečnog nosača za električnu opremu

Regulator se sastoji od tiristorskog impulsnog ureñaja (slika 30) i od elektroničke logičke jedinice (proizvoñač – ZAPI iz Italije ili proizvodnja po licenci SINIP iz Slovenije). Navedeni se regulator upotrebljava kao standardni za regulaciju ugrañenog elektromotora i namjenski je projektiran i prilagoñen za vučni / vozni motor za električne viličare proizvoñača INDOS iz Ljubljane. Tiristorskim impulsnim ureñajem upravlja standardna elektronička logička jedinica (konstrukcije i proizvoñača ZAPI iz Italije ili po licenci SINIP iz Slovenije) i kao takva predstavlja jednu nedjeljivu cjelinu s regulatorom.

30

Impulsni ureñaj regulatora čine:

- glavni tiristor oznaka V1.1 - pomoćni ili tiristor za gašenje oznaka V1.2 - dioda za kočenje oznaka V1.5 - dioda za prazni hod oznaka V1.4 - kondenzator oznaka C - prigušnica oznaka L - polarizacijska dioda oznaka V1.6

Slika 30. – skenirana shema impulsnog ureñaja (Napomena: skenirano je iz servisne dokumentacije proizvoñača; dokumentacija je ustupljena autoru kao literatura za vrijeme stručnog osposobljavanja u servisnoj službi)

Princip rada regulatora Glavni tiristor upravlja voznim motorom na više načina.

a) U prvom radnom području pri maloj brzini i malim okretajima elektromotora je frekvencija impulsa i stanke izmeñu impulsima konstantna, mijenja se odnos meñu vremenom trajanja impulsa i stanke.

b) U drugom radnom području je odnos izmeñu impulsa i stanke konstantan, mijenja se frekvencija.

c) U trećem radnom području kada elektromotor već ima neku brzinu i kada su prijelazne pojave prošle, elektromotorom se upravlja s kombinacijom obiju

31

spomenutih područja. Mijenja se frekvencija i stanke, odnosi izmeñu impulsa i pauzi.

Na taj se način postiže linearna usklañenost brzine vrtnje u odnosu na položaj pogonskog prekidača (pedale za gas).

Elektronička logična jedinica

Slika 31. – elektronička logična jedinica slovenskog proizvoñača SINIP, po licenci ZAPI

Elektronička logična jedinica (slika 31) na osnovu stanja ulaznih signala (mjerenja strujnog toka, impulsa s mikro prekidača, pogonskog prekidača – pedale gasa itd.) upravlja izlaznim elementima (glavni tiristor, pomoćni tiristor, sklopnici itd.) ovisno o vozačevim komandama. Elektronička logična jedinica je konstruirana tako da onemogućava nepravilne manevre vozilom i da u odreñenim momentima ograničava brzinu vozila. Elektronička logična jedinica ima slijedeće funkcije:

� Omogućava postepeno povećavanje struje kroz elektromotor, od nule do

maksimalne struje (postoji mogućnost podešavanja) � Ograničava maksimalnu struju elektromotora (ograničava prekoračenje

maksimalne struje elektromotora) � Omogućava promjenu smjera vožnje takoñer i sa pritisnutim pogonskim

prekidačem – pedalom gasa (jer uključi automatsko kočenje elektromotorom, a nakon toga zalet, tj. kontinuirano ubrzava – u suprotnom smjeru)

� Vrši prekid glavnih strujnih krugova u slučaju eventualnih kvarova � Vrši uključivanje i isključivanje sklopnika, kada struja padne na nulu

32

� U dugotrajnom radu omogućava uključivanje sklopnika koji premosti glavni tiristor (tzv. bypass).

Na elektroničkoj logičnoj jedinici se nalaze tri priključna konektora (tablica na slici 32), preko kojih je povezana sa drugim dijelovima elektroopreme vozila.

� Prvi konektor služi za kontrolu rada impulsnog ureñaja � Drugi konektor služi za upravljanje sklopnicima � Treći konektor služi za povezivanje sa pogonskim prekidačem – pedalom za gas.

Raspored priključnih kontakata na Logici

Ureñaj Broj žice Mjesto na logici G Tyristora 1 3 24

minus Shunta 9 23

G Tyristora 2 7 22

plus Shunta 8 21

A Tyristora 2 6 20

A Tyristora 1 5 19

plus iza kontaktnog releja 12V/72V 89 18

minus akumulatora 9 17

plus akumulatora 8 16

A dioda D1 2 15

Ko

ntr

ola

im

pu

lsn

e

thyri

sto

rsk

e n

ap

rave

zavojnica K3 bypass 2 minus (ne koristi se) 91 14

zavojnica K4 bypass 1 minus 19 13

plus iza kontaktnog releja 12V/72V 89 12

11

zavojnica vožnja natrag minus 39 10

zavojnica vožnja naprijed minus 79 9

Up

ravlj

an

je

sk

lop

nic

ima

smjerni prekidač vožnja naprijed 79 8

smjerni prekidač vožnja natrag 39 7

pedala za gas;mikro prekidač bypass 49 6

pedala za gas;mikro prekidač start; ozn P 59 5

pedala za gas;mikro prekidač start; ozn 2 41 4

pedala za gas;potenciometar 6 3

pedala za gas;potenciometar; srednji izvod 4 2

pedala za gas;potenciometar – minus 9 1

Ve

za s

a p

og

on

sk

im

pre

kid

ače

m -

ped

alo

m

za g

as

Slika 32. – tablica priključaka

Elektroničke logične jedinice su univerzalne i upotrebljavaju se za napone od 24 V – 96 V.

4.2.3.2. pogonski prekidač s ubrzivačem – pedala za gas

Projektni zadatak:

� pogonski prekidač mora biti kompatibilan izabranom regulatoru,

33

� održavanje mora biti svedeno na najmanju moguću mjeru, � mora se jednostavno adaptirati na originalnu pedalu za gas vozila

Realizacija: Obzirom da je za ugradnju izabran prethodno opisani tiristorski regulator proizvodnja SINIP iz Slovenije, upotrijebljen je i pogonski prekidač istog proizvoñača (slika 33).

Slika 33. – pogonski prekidač (s lijeve strane je poluga za priključak gas sajle)

Iz pogonskog prekidača – pedale za gas do elektroničke logične jedinice su sprovedena tri ulazna signala:

1. mikro prekidač za start S 1.2.1

2. signal iz klizača potenciometra

3. mikro prekidač za uključivanje tzv. bypassa S 1.2.2

Pogonski prekidač – pedala za gas (slika 34 i slika 35) se napaja preko elektroničke logične jedinice. Kada se mikro prekidač za start uključi, dovede na elektroničku logičnu jedinicu napon +Ub, što je uvjet za početak djelovanja. Ovisno o kutu zaokreta pogonskog prekidača (tj. koliko je pritisnuta pedala za gas) elektronička logična jedinica prima naponski signal od 4,5 V – 13 V. Iznad 13 V uključi se mikro prekidač za uključenje tzv. bypassa.

34

Slika 34. – pogonski prekidač – shematski prikaz

Slika 35. – pogonski prekidač – unutrašnjost

35

4.2.3.3. sklopnici elektromotora Projektni zadatak:

� sklopnici moraju biti kompatibilni izabranom elektromotoru i regulatoru, � održavanje mora biti svedeno na najmanju moguću mjeru,

Realizacija: Izabrani su i montirani dvopolni i tropolni elektromagnetni sklopnici, sa zavojnicama nazivnog napona 72V. Njihovi su kontakti opremljeni magnetima namijenjenim za gašenje električnog luka na kontaktima. Montirani su na lijevoj strani poprečnog nosača za električnu opremu, da bi bili što bliže elektromotoru, što rezultira postojanjem kratkih spojnih kablova.

Slika 36. – sklopnici na poprečnom nosaču za električnu opremu, iznad elektromotora Dva elektromagnetna tzv. tropolna sklopnika (slika 36) omogućavaju izbor smjera vrtnje elektromotora promjenom smjera strujnog toka kroz namotaje statora. Treći po redu (na slici s lijeva na desno) tzv. dvopolni elektromagnetni sklopnik služi kao bypass – premosnica glavnog radnog tiristora u vrijeme kada motor postigne maksimalni broj okretaja i rastereti se, što omogućava da tiristor u tim trenucima ne vodi struju, dakle i ne zagrijava se, nego se hladi. Kod porasta struje kroz motor, odnosno kada se motor ponovo optereti, sklopnik se isključi i struju vodi ponovo glavni tiristor.

36

4.2.3.4. kontaktni relej i aktivacija 72V ureñaja Kako bi se vozaču osigurala jednostavnost u rukovanju ureñajem, a ujedno spriječilo da se dogodi uključenje 72V ureñaja i pokretanje vozila, a bez otključane blokade upravljača – volana, odnosno uključenog tzv. kontakta potrebnog za rad signalizacije na vozilu (žmigavaca, stop svjetala itd.) izvršeno je meñusobno uvjetovanje obaveznog uključivanja ili isključivanja oba sustava istovremeno. Za tu je svrhu ugrañen impulsni relej koji se napaja strujom iz prekidača kontakta na upravljaču i automatski uključuje 72V elektronički ureñaj.

Slika 37. – relej na poprečnom nosaču za električnu opremu, iza regulatora (povećano)

Slika 38.

37

4.2.3.5. instrument brojač sati rada elektromotora Da bi se omogućilo prikupljanje što više relevantnih podataka o radu električnog pogona i vijeku trajanja akumulatora, elektromotora itd. ugrañen je brojač sati rada motora (slika 39). Smješten je na desnoj muldi blatobrana, pokraj pogonskog prekidača i otvora za nalijevanje rezervoara tekućine za pranje stakla. Brojač radi i broji vrijeme samo kada je elektromotor u aktivnom pogonu, što znači da troši struju iz akumulatora. Ukoliko se vozilo zaustavi u prometu na semaforu ili slično, automatski se prekida brojanje, te na taj način mjeri potpuno efektivno i stvarno radno vrijeme i vijek trajanja sklopova.

Slika 39. – brojač sati rada motora

38

4.2.4. vakuum pumpa za servo ureñaj za kočnice

Obzirom da je uz pomoć benzinskog motora koji je demontiran s vozila vakuum potreban za pojačanje kočione sile uz pomoć servo ureñaja za kočnice dobivan iskorištenjem pod-tlaka u usisnom kolektoru, bilo je potrebno montirati posebnu vakuum pumpu. Za tu je potrebu montirana membranska vakuum pumpa s pogonom od 12V elektromotorom (slika 40). Automatsko uključivanje rada elektromotora realizirano je uz pomoć releja (slika 41) kojeg aktivira struja iz prekidača za stop svjetla (slika 43), shema spoja je prikazana na slici 42.

Slika 40. – vakuum pumpa je pričvršćena na nosač akumulatora iznad zubne letve volana

Slika 41. – relej za aktiviranje vakuum pumpe je pričvršćen na poprečni nosač iza regulatora

39

Slika 42.

Slika 43. – aktiviranje vakuum pumpe stop prekidačem – Toyota priključak D8

40

Slika 44. – natpisna pločica vakuum pumpe

Slika 45. – vakuum ureñaj: 1. pumpa, 2. priključna cijev, 3. vakuum ventil Toyota

41

4.2.5. električni grijač vjetrobrana i kabine za putnike

4.2.5.1. konstrukcija, opis i smještaj grijača

Električni grijač se sastoji od tri grijača od cekasa smještenih u zajedničku kutiju od nehrñajućeg čelika (slika 46). Kutija je načinjena sa stranicama od nehrñajuće čelične mreže kako bi kroz nju bila omogućena nesmetana cirkulacija zraka.

Slika 46. – električni grijač iznutra (zaštitna mreža je skinuta za potrebu fotografiranja)

Dimenzije kutije su potpuno identične s dimenzijama radijatora za grijanje uz pomoć rashladne tekućine motora, tako da je električni grijač smješten u isti prostor u unutrašnjosti ventilacijskog sustava vozila (slika 47 i slika 48). Grijači su izrañeni od cekas žice namotane na profesionalnim specijalnim keramičkim tijelima, koji ujedno služe kao izolatori. Snaga svakog grijača je 400W. Predviñena je regulacija grijanja u tri stupnja. U prvom stupnju grijanja uključen je samo jedan grijač. Da bi se spriječilo pregrijavanje sustava obavezno mora biti uključen ventilator kabine. Tek ako je uključen ventilator, nakon uključenja prekidača prvog grijača P1 uključit će se snažan 72V relej opremljen s magnetima koji štite protiv nastajanja električnog luka. Ukoliko je prekidač P1 uključen a isključi se ventilator grijač će se automatski isključiti. U drugom stupnju grijanja prekidač P1 je isključen, a uključen je prekidač P2 te su na taj način u radu

42

putem drugog snažnog releja preostala dva grijača. Za treći stupanj grijanja moraju biti uključena oba prekidača za grijanje P1 i P2 (slika 49). Prekidači P1 i P2 se nalaze na armaturnoj ploči ispod prostora za radio aparat (slika 52).

Slika 47. – električni grijač je istih dimenzija kao demontirani radijator na vodu

Slika 48. – montaža električnog grijača u otvor demontiranog radijatora na vodu

43

Slika 49. – električna shema električnog grijanja

Slika 50. – kutija s osiguračima za električne grijače

44

Slika 51. – shema 72V kutije s osiguračima za električne grijače

Slika 52. – prekidači za uključivanje električnih grijača vjetrobrana

45

4.2.5.2. zaštitni elementi, princip i dijagram rada grijanja Kako bi se spriječilo bilo kakvo nekontrolirano pregrijavanje unutrašnjosti ventilacijskog sistema ugrañen je 12V zaštitni relej (slika 52a) koji se aktivira samo u slučaju da je prethodno uključen ventilator kabine koji puše i na taj način kontinuirano odvodi toplinu nastalu kod uključenih spirala grijača. Spomenuti zaštitni relej svojim radnim kontaktima uključuje strujni krug prekidača za grijače P1 i P2, pomoću kojih se uključuje ili isključuje napajanje 72V zavojnica elektromagnetnih sklopnika (slika 52b). Grijači se preko osigurača napajaju strujom iz 72V akumulatora. Obzirom da taj 72V napon kod uključenja može izazvati paljenje električnog luka (poput aparata za elektro lučno zavarivanje) sprječavanje takve negativne mogućnosti i posljedice je realizirano ugradnjom elektromagnetnih sklopnika čiji su snažni kontakti opremljeni permanentnim magnetima za gašenje električnog luka. Elektromagnetni sklopnici su montirani na nosač akumulatora 12V (slika 52c). Dijagram uključivanja grijanja: Prekidač P1 Prekidač P2 Isključeno grijanje Isključen Isključen Jačina grijanja I Uključen Isključen Jačina grijanja II Isključen Uključen Jačina grijanja III Uključen Uključen

Slika 52a. – zaštitni relej grijača

46

Slika 52b. – elektromagnetni sklopnici za grijače

Slika 52c. – elektromagnetni sklopnici za grijače se nalaze pokraj akumulatora 12V

47

4.2.6. obrtomjer kao pokazivač opterećenja elektromotora

Obrtomjeri su po svojoj konstrukciji mikro-ampermetri ili mili-ampermetri. Pošto je benzinski motor demontiran njegovom demontažom je prestala potreba za kontrolom broja okretaja. Zato je obrtomjer dogradnjom jednostavnog elektroničkog sklopa prenamijenjen u ampermetar za mjerenje potrošnje struje elektromotora za vožnju (slika 53). Obzirom da ne postoji nikakva potreba za mjerenjem visoke točnosti nego samo za vizualnom informacijom, u strujni krug akumulatora i elektromotora je ugrañen shunt proizvodnje Iskra Kranj, mjernog opsega 600A kod pada napona od 60 mV (slika 54). Elektronički sklop koji je ugrañen u unutrašnjost armaturne ploče iza obrtomjera omogućava izbor četiri različita radna mjerna područja od 200A, 300A, 400A i 500A. Izbor željenog radnog područja se vrši pomoću četiri-položajnog minijaturnog prekidača na pločici sklopa (blok shema slika 54a).

Slika 53. – armaturna ploča s obrtomjerom

48

Slika 54. – shunt proizvodnje Iskra Kranj, mjernog opsega 600A kod pada napona od 60 mV

Slika 54a. – elektronički sklop koji je ugrañen u unutrašnjost armaturne ploče iza obrtomjera

49

Elektronički sklop za obrtomjer – legenda oznaka vodova / žica bojom: Redni broj Boja žice Značenje – priključak na

1 Crvena + (plus pol) akumulatora 12V 2 Crna - (minus pol) akumulatora 12V / šasija vozila 3 Crna Minus ulaz od shunta / šasija vozila 4 Bijela Plus ulaz od shunta (maksimalno 60mV) 5 Crveno bijela + (plus pol) instrumenta obrtomjera 6 Plavo bijela - (minus pol) instrumenta obrtomjera

50

4.2.7. električne sheme

4.2.7.1. shema tiristorskog regulatora

51

4.2.7.2. strujna shema 72V ureñaja

52

4.2.8. punjač za akumulatore 72V

Punjač za akumulatore (slika 55) je namjenski projektiran za punjenje trakcijskih olovnih akumulatora s tekućim elektrolitom. Stacionarnog je i samostojećeg tipa, a smješten je u garaži za vozilo. Napaja se trofaznom strujom iz električne mreže. Sastoji se od trofaznog transformatora, poluvodičkog – diodnog trofaznog ispravljača i elektroničkog sklopa. Proces punjenja nadzire elektronički sklop s procesorom. Sklop omogućava punjenje, dopunjavanje ili održavanje akumulatora za vrijeme dužeg mirovanja. Izbor izmeñu automatskog rada i održavanja vrši se prekidačem smještenim na kontrolnoj ploči procesora. Za vrijeme automatskog načina rada ureñaj se automatski sam prebacuje iz režima punjenja na dopunjavanje akumulatora ovisno o stanju elektrolita. Pritom se pali i odgovarajuća kontrolna lampica. U slučaju kvara ili ako akumulatori nisu priključeni elektronički sklop isključi punjač te ga tako štiti od oštećenja. Na punjaču se još nalaze ugrañeni kontrolni instrumenti voltmetar i ampermetar.

Slika 55. – punjač za vrijeme punjenja akumulatora

53

5. Raspored masa po osovinama, kontrola nosivosti osovina

5.1. Krak težine vozila

Mjerenjem na kolskoj vagi dobivena su opterećenja prednje

Gp = 820 kg

i stražnje

Gs = 640 kg

osovine praznog vozila,

te ukupna težina praznog vozila:

Gu = 1460 kg.

Razmak osovina iznosi L=2515 mm

Iz ovih podataka se lako izračuna položaj težine vozila kao koncentrirane sile (slika 56):

Slika 56.

54

5.2. Kontrola opterećenja osovina Pravilnikom o tehničkim uvjetima vozila u prometu na cestama je definirano:

Članak 10.

(2) Na pogonske kotače osobnih automobila, autobusa i motocikla, ako je vozilo opterećeno i u mirovanju na vodoravnoj ravnini, mora pripadati najmanje jedna trećina ukupne mase vozila, odnosno skupa vozila, Zaključak: Obzirom da je pogonska prednja osovina, a opterećenje na prednju osovinu iznosi 820 kg, vozilo je u skladu s odredbama Pravilnika.

55

6. Podaci o vozilu

(Napomena: navedeni podaci su prijepis iz Prometne dozvole i Knjižice vozila.)

1. Vrsta vozila – osobni automobil

2. Marka vozila – TOYOTA

3. Tip vozila – CELICA

4. Model vozila – GT 2.0

5. Boja vozila – japansko crvena svijetla 74

6. Broj šasije – JT1LST16207254754

7. Oblik karoserije – limuzina

8. Osnovna namjena – za osobne potrebe

9. Proizvoñač – TOYOTA

10. Država proizvodnje – JAPAN

11. Godina proizvodnje – 1989.

12. Datum prve registracije – 22. 05. 1996.

13. Mjesta za sjedenje – 5

17. Masa praznog vozila – 1140

19. Maksimalna brzina – 200

21. Broj osovina – 2

22. Od toga pogonskih osovina – 1

23. Vrsta motora – Otto motor (4 takta)

24. Snaga motora u KW – 103

25. Broj okretaja u minuti – 6000

26. Radni obujam motora u cm³ – 1998

27. Mjere vozila – dužina: 4365,

– širina: 1710,

– visina: 1290,

28. Kotača broj – 4

30. Veličina guma – prednje: 195/60 R 14

32. Veličina guma – stražnje: 195/60 R 14

33. Vrsta kočnica – dvokružna

34. Kuka – NE

35. Vitlo – NE

56

Razmatranja prijenosnih omjera mjenjača i brzine vozila

1. Nazivni broj okretaja elektromotora je 1850 o/min. 2. Promjer kotača, D = 0,57 m 3. Opseg kotača, O = D*π = 0,57 * 4,14 = 1,7898 m (što znači da u jednom okretaju

kotača vozilo prijeñe put od 1,7898 m) 4. Prijenosni omjeri mjenjača – tvornički podaci su:

1.1.1. za prvu brzinu 3,285 : 1 2.1.1. za drugu brzinu 2,041 : 1 3.1.1. za treću brzinu 1,322 : 1 4.1.1. za četvrtu brzinu 1,028 : 1 5.1.1. za petu brzinu 0,820 : 1 6.1.1. za vožnju unazad 3,944 : 1 7.1.1. za prijenosni omjer diferencijala 4,058 : 1

Proračun teoretske brzine vozila za prvu brzinu 1850 / 4,058 / 3,285 * 60 / 1000 = 14,90 km/h za drugu brzinu 1850 / 4,058 / 2,041 * 60 / 1000 = 23,98 km/h za treću brzinu 1850 / 4,058 / 1,322 * 60 / 1000 = 37,03 km/h za četvrtu brzinu 1850 / 4,058 / 1,028 * 60 / 1000 = 47,62 km/h za petu brzinu 1850 / 4,058 / 0,820 * 60 / 1000 = 59,70 km/h za vožnju unazad 1850 / 4,058 / 4,058 * 60 / 1000 = 12,41 km/h Rezultati postignuti probnom vožnjom Probnom vožnjom u dužini od 18 km konstantno je u više navrata na ravnoj cesti u četvrtom stupnju prijenosa mjenjača postizana i održavana putna brzina od 60 km/sat. Primjetna je visoka postotna razlika – preko 20% veća putna brzina. Obrazloženje Nešto veća putna brzina od teoretski proračunate ne predstavlja pogrešku brzinomjera nego predstavlja za primijenjeni tip elektromotornog pogona normalnu pojavu. Nešto veća putna brzina postiže se zbog toga što su akumulatori potpuno novi, a prije probne vožnje su potpuno napunjeni i kao takvi imaju stvarni napon viši od nominalne vrijednosti 72V. (Iako je nazivni napon jednog članka akumulatora 2 V, za potpuno napunjeni članak napon može narasti i preko 2,4 V po članku, što znači da 36 komada potpuno napunjenih članaka ima stvaran napon 86,4V – 90 V .)

57

7. Izjava o izvršenoj preinaci vozila

I Z J A V A

o izvršenoj preinaci vozila

Preinaku izvršio: Vladimir Kokot Donji Kućan, Varaždinska 79, 42000 Varaždin

Vrsta vozila: osobno

Marka vozila i godina proizvodnje: TOYOTA

Tip vozila: CELICA

Proizvoñač: TOYOTA, Japan

Vlasnik vozila: Vladimir Kokot, Donji Kućan, Varaždinska 79

Broj šasije: JT1LST16207254754

Vrsta preinake: ugradnja električnog pogona umjesto pogona s benzinskim motorom Preinaka je na vozilu napravljena u skladu s pravilima i uzancama struke glede izbora materijala, funkcionalnosti, čvrstoće i stabilnosti, te zadovoljava sve uvjete propisane Zakonom o sigurnosti prometa na cestama, Pravilnikom o tehničkim uvjetima vozila u prometu na cestama i ostalim normama koje se primjenjuju na području sigurnosti prometa na cestama. U Varaždinu, 04. studenog 2007. g.

Potpis izvršitelja preinake: