SZENT ISTVÁN EGYETEM ÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Jármu-˝ és ...zeus.nyf.hu/~elat/jarmu.pdf · SZENT...

SZENT ISTVÁN EGYETEMGÉPÉSZMÉRNÖKI KAR

Jármu- ésHotechnikaTanszék

JÁRMUELEKTRONIKA

LajberZoltánDr. VargaVilmos

Eza jegyzetazOktatásiMinisztériumPFP0163/99pályázatánaktámogatásával készült

Gödöllo2000

TARTALOMJEGYZÉK 3

Tartalomjegyzék

1. Bevezetés(Lajber Zoltán) 9

2. Szerkezetielemek(Lajber Zoltán) 112.1. Jeladók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.1.1. Légfogyasztásmérés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Torlócsappantyú . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Izzószáll . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Kármán-effektusalapú . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.1.2. Nyomásméréspiezorezisztívátalakítóval . . . . . . . . . . . 162.1.3. Elmozdulásérzékelés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

Ellenállásváltozással. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Induktív elven . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.1.4. Fordulatszámmérés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Indukciósátalakítóval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18HALL jeladóval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.1.5. Kipufogógázoxigénmennyiségérzékelése . . . . . . . . . . 20Elterjedtebbmegoldások . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.1.6. Homérsékletméréstermisztorral. . . . . . . . . . . . . . . . 222.1.7. Kopogásérzékelés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232.1.8. Gyorsulásérzékelok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

2.2. Beavatkozószervek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.1. Gyújtótekercsek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242.2.2. Benzin-befecskendezo szelepek . . . . . . . . . . . . . . . . 252.2.3. Egyébelektromágnesesberendezések. . . . . . . . . . . . . 262.2.4. Elektromotorok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3. Elektromosrendszer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.3.1. Villamoshálózat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4 TARTALOMJEGYZÉK

A villamosvezetékek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Csatlakozók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Egyébelemek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4. Multiplex kábelrendszerek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332.4.1. J1850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4.2. ISO 9141-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4.3. CCD busz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.4.4. CAN busz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Hogyanmuködik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38A logikai adatkapcsolatvezérlése . . . . . . . . . . . . . . . 38A közeghozzáférésvezérlése. . . . . . . . . . . . . . . . . . 40A fizikai kialakítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41Rugalmasságésbovíthetoség . . . . . . . . . . . . . . . . . 42A CAN-reépülo magasabbszintu hálózatiprotokollok . . . . 42

3. Villamos berendezések(Dr. VargaVilmos) 433.1. Akkumulátorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.1.1. Gépjármu akkumulátorok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453.1.2. Akkumulátorüzemközbeniellenörzése. . . . . . . . . . . . 47

3.2. Váltakozóáramúgenerátor. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503.3. Indítómotorok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523.4. Dízelmotorindításátelosegíto berendezések. . . . . . . . . . . . . . 563.5. Világító-ésfényjelzo berendezések. . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

3.5.1. Hatóságielöírások . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.5.2. A gépkocsikfényforrásai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.5.3. A gépjármuvekfényszórói . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663.5.4. Hangjelzo berendezések. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4. Motor elektronika (Lajber Zoltán) 734.1. Ottomotorokelektronikusszabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . 73

4.1.1. Szabályozásilehetoségek,hatásuk. . . . . . . . . . . . . . . 744.1.2. Légfogyasztásmérés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Levegoáram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76Szívócso nyomás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77Fojtószelepnyitásiszög . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.1.3. Befecskendezésvezérlése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78A befecskendezettmennyiségvezérlése. . . . . . . . . . . . 78A befecskendezésidozítése. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4.1.4. A gyújtásvezérléseésszabályozása. . . . . . . . . . . . . . 78

TARTALOMJEGYZÉK 5

Gyújtásidozítés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Primeráramhatárolás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79Zárásszögszabályozás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Túlfeszültségvédelem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.1.5. Különbözo üzemállapotokkezelése . . . . . . . . . . . . . . 82Indítás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82Melegíto járatás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Katalizátorosszabályozás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Gyorsítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Motorfék,vezethetoség. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Alapjáratszabályozása. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Kiegészíto funkciók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

4.1.6. Elterjedtrendszerekáttekintése . . . . . . . . . . . . . . . . 904.1.7. KözvetlenbefecskendezésesOtto - motorok . . . . . . . . . . 91

4.2. ElektronikusDiesel-motorszabályozás. . . . . . . . . . . . . . . . . 944.2.1. Befolyásolhatójellemzok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Dózis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Adagoláskezdet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4.2.2. Különbözo üzemállapotokkezelése . . . . . . . . . . . . . . 96Hidegindítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Alapjárat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Gyorsítás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96Teljesterhelés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Vezethetoség . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

4.2.3. Elterjedtrendszerek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Sorosadagoló. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Lökettolókássorosadagoló. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99Axiáldugattyús,forgóelosztósadagoló. . . . . . . . . . . . . 100Radiáldugattyúsadagoló . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101Modulárisfelépítésu adagolórendszerek- PLD . . . . . . . . 102Modulárisfelépítésu adagolórendszerek- PDE . . . . . . . . 103CommonRail rendszerek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103PerkinsHEUI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

5. Elektr onikus vezérlo ésszabályozóberendezések(Lajber Zoltán) 1095.1. Fékszerkezetek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

5.1.1. Elektronikusblokkolásgátlóberendezés. . . . . . . . . . . . 110A szabályozáscélja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110A szabályozásmódja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

6 TARTALOMJEGYZÉK

5.1.2. Kipörgésgátlók . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1145.1.3. Elektropneumatikusfékek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115

A rendszerelemei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115A rendszerfunkciói . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117Az EBSbiztonságifilozófiája . . . . . . . . . . . . . . . . . 119Eloírások . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.2. Eroátviteli rendszer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205.2.1. Sebességváltókvezérlése. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

A menetprogramok. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121Sebességváltásvezérlése,szabályozása. . . . . . . . . . . . 123

5.2.2. Négykerék-hajtásésdifferencálmu . . . . . . . . . . . . . . . 125Mezogazdaságierogépeken . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125Közúti jármuveken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125

5.3. Rugózásésfelfüggesztés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.3.1. Szintszabályozás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1265.3.2. Lengéscsillapítókszabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . 126

5.4. Traktoroksajátosberendezései. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1275.4.1. Hárompont-függesztéselektronikusszabályozása. . . . . . . 127

Szerkezetifelépítés. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127Rendszerfunkciók,elonyök . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

5.4.2. Fordulóvezérlo rendszer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1295.4.3. Teljesítmény monitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130

5.5. Összetettszabályozórendszerek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1315.5.1. Elektronikusmenetstabilizátor. . . . . . . . . . . . . . . . . 1315.5.2. Egyébrendszerek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5.6. Biztonságiéskényelmi berendezések. . . . . . . . . . . . . . . . . 1335.6.1. Ütközésvédelem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

Légzsákok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133Övfeszítok . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134Rövidzárvédelem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

5.6.2. Kulcsnélkülibeléptetés,riasztók,lopásgátlók . . . . . . . . . 1355.6.3. Rádió,fedélzetiinformációsrendszer . . . . . . . . . . . . . 136

5.7. Elektromosjárókerékhajtás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1365.7.1. Hibrid hajtás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

Soroshibrid hajtás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Párhuzamoshibrid hajtás. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Teljesítmény-elágaztatásoshibrid hajtás . . . . . . . . . . . . 138

TARTALOMJEGYZÉK 7

6. Diagnosztika(Lajber Zoltán) 1396.1. Rendszerdiagnosztika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1406.2. Dinamikusdiagnosztika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1426.3. Statikusdiagnosztika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

8 TARTALOMJEGYZÉK

9

1. fejezet

Bevezetés

Az elektromosságot,mint jelenségetmáridoszámításunkkezdeteelött ismerteazem-ber. Hosszúévek fáradságosmunkájával a 19. századbanmárgyakorlati célokrais feltudtákhasználni.Lenoir által az1860-asévekbenkészítettgázmotormárelektromosgyújtássalmuködött,báramaigyújtásokosénektekinthetomegszakítósrendszertBou-ton1889-bentaláltafel. A 20. századelejénRobertBoschésmásoktalálmányai révénmegnyílt azazút, amelya mai jármuvekentalálhatórendkívülösszetettelektromoséselektronikusrendszerekhezvezetett,ésamelynekfobbállomásaiaz1.1táblázatbanlát-hatók.A fejlodéseredményekéntmaazelektronikaértéke elérhetia jármu értékénekhozzávetoleg 20%-át,tehátösszemérheto olyanfodarabokárával, mint a motor.

A jármuvekeneloszörazelektronikusgyújtás,majdazelektronikusbenzinbefecs-kendezésterjedtel a 70-esévektol kezdve. Ehhezaz elso lökéstaz olajár-robbanásadta,eztkövetoenpedigazegyreszigorodókörnyezetvédelmieloírásokkényszeríttet-ték a gyártókat. Ez a fejlodéslétrehoztaaz elektronikaipar egy nagyonkülönlegeságát,a jármuelektronikát.A jármuvekbenelhelyezettelektronikarendkívülkedvezot-len körülmények közöttmuködik. A homérsékletszéleshatárokközött változik ( -45- +125

C), míg a normál félvezetok muködésitartománya általában0 - 85

C, a

relatív páratartalomesetenkéntnagy, a rázóigénybevételszámottevo, mint a 2.1 táb-lázatbanlátható.A tápfeszültségeroseningadozik( 9.5 – 15.5V között12V névlegesfeszültéségnél),ezértnagyerosségu elektromágneseszavarokkeletkeznek.

Az elektronikákelso generációjával szerzettrossztapasztalatokellenérea jármu-gyártókésazelektronikaipar felismertea piacbanrejlo lehetoségeket,ésóriásiütemufejlesztésekindultak. Ennekhatásáraaz elektronikaáraelképeszto mértékbencsök-kent.Ma máregy korszeru jármubenmindenfontosabbfunkcióelektronikusvezérlésuvagy szabályozású.A következokbenáttekintjük a jármufedélzetiszabályozórend-

10 1. FEJEZET. BEVEZETÉS

1.1.táblázat.A jármuvillamosságfejlodésénekfobbeseményei

Év Esemény

1930 Két szénkefésdinamóésfeszültségszabályzóalkalmazá-sával stabilelektromosrendszera jármuveken

1936 Áttérésa pozitív testelésu hálózatra1950 Megfelelo minoségu izzók, így az irányjelzo ésa kettos

izzószálaselrendezéselterjedése1960-asévek Extra felszerelésekmegjelenése:ablaktörlo, elektromos

futés,rádió,szivargyújtó. Újdonság:félvezetok azelekt-ronikusgyújtásvezérlésben

1965 Visszatérésanegatívtestelésu hálózathoz1970-esévek Extrák: Kétsebességu ablaktörlo, futött hátsóablak,lég-

kondicionálásÚjdonságok:váltóáramúgenerátor, elekt-ronikusbenzinbefecskendezésMuszerfal egyreösszetet-tebb,kialakításaazautótervezésfontosrészelett

1980-asévek Félvezetok, különösenamikroszámítógépekárzuhanása,terjedése

1990-esévek A jármu mindenfontosfunkciójaszámítógépekfelügye-letealákerül

szereket. Nem kívánunkkiterjedt szerkezetileírástadni, csaka szabályozáscéljátésmódjátismertetjük.

A mai jármuvekenroppantnehézazelektromoséselektronikusrendszerekszétvá-lasztása.A hagyományosanelektromosrendszerbenis megjelenteka félvezetok, mintpéldáula generátornálazegyenirányítás,a feszültségszabályozáscéljából,demamáralkalmaznakLED-ethelyzetjelzo lámpákbanis. A helyzetettovábbbonyolítja,hogyazegyesfodaraboknak(motor, sebességváltó,fék) szervesrészétképeziazelektronikusvezérlésés/vagyszabályozás.A következo felosztásazüzemelteto mérnökszemléletétpróbáljakövetni.

Köszönjükkollégáinknakésbarátainknakmindazta segítséget,amellyelhozzájá-rultak a jegyzetelkészítéséhez:VasAttilának, MezeiTibornak,GódorLászlónéÉvá-nak.Külön köszönetArinak ésKristófnak.

11

2. fejezet

Szerkezetielemek

12 2. FEJEZET. SZERKEZETIELEMEK

2.1. Jeladók

2.1.1. Légfogyasztásmérés

Torlócsappantyú

2.1.ábra.Torlócsappantyúslégfogyasztásméro: 1. Alapjáratikeverék-összetétel

beállítócsavarja,2. megkerülo levegocsatorna,3. torlólap,4. visszacsapószelep,5.levegohomérséklet-érzékelo,5. csillapítólap,6. csillapítókamra,7. potenciométerés

villamoscsatlakozó

Méréselve : abeáramlólevego azútjábanelhelyezetttorlólapotrugóellenébenelfor-dítja. Az elfordulásmértéke arányos a levego térfogatáramával. Az elfordulásmértéketazelektronikacsúszóellenállás(ok)segítségével méri.

Elonyök :

– egyszeru felépítés

– jól kalibrálható,nemfüggamotorkialakításától

– viszonylagolcsó.

– mivel eza jel sieta motorbajutott levegohözképest,nemkell külön gyor-sításikompenzáció

2.1. JELADÓK 13

Hátrányok :

– aszívócso ellenállástnöveli (fojtás)

– pontosméréshezstabilreferenciafeszültségszükséges

– hangoltszívócso eseténrezgésbejöhet

Tipikus hibák :

– elektromosszakadás

– rövidzárlat

– szennyezodésmiatti "sercegés"

– mechanikaisérülés

Izzószáll

(a) Foáramban:1. platinaizzószál,2. levegohomérsékletérzékelo (NTC), 3. elektronika,4. ház,5. védorácsok(2 db), 6. tartó,áram-lásrendezo, 7. alapjáratilevego állítócsavar

(b) Mellékáramban

2.2.ábra.Izzószálaslégmennyiségméro elrendelkezések


Méréselve : abeáramlólevego útjábanhuzalthelyezünk.A huzaltelektromosáram-malúgy futjük, hogya homérsékleteállandómaradjon.Ekkor a futoáramnagy-ságaarányos a levego tömegáramával. A szálhomérsékletétaz ellenállásánakváltozásával érzékeli azelektronika.

Elonyök :

– Nincsmozgóalkatrésze

– jól kalibrálható,nemfüggamotorkialakításától


– kisebba fojtása,mint a torlócsappantyúnak

Hátrányok :

– érzékeny aszennyezodésre

– azizzószálsérülékeny

Tipikus hibák :


– rövidzárlat

– szennyezodésmiatti hibásjel


Használnakkerámiárafelvitt vékony filmréteg érzékelot is, amelykevésbésérülé-keny. Létezikolyan megoldásis, aholegymásutánkét izzófilmethelyeznekel igy aváltozásokatérzékelve az elektronikaeldönthetiaz áramlásirányát is. Ez különösenalapjáratközelebennöveli a levegomennyiségméréspontosságát.

Kármán-effektus alapú

Méréselve : a beáramlólevego azútjábanelhelyezetttestrol örvényekszakadnakle.Az örvények közötti távolságaz áramlásisebességfüggvénye. Az örvényeketérzélhetjükultrahanggalvagynyomáskülönbségmérésével.

Elonyök :

– Nincsmozgóalkatrésze

2.1. JELADÓK 15

2.3.ábra.Ultrahangos-örvénykeltéseslégmennyiségméro. Az ultrahangmássebességgelhalad

azörvényben,mint a normáláramlásban

2.4.ábra.Optikai-örvénykeltéseslégmennyiségméro. A nyomáskülönbség(7. pontban)egy kis

rugalmasfémlapotcsavar (2), igy a LED fénye idonkénta fényérzékelore(5) jut.

– jól kalibrálható,nemfügga motorkialakításától


– kisebba fojtása,mint a torlócsappantyúnak


Hátrányok :

– bonyolult

– azoptikai rendszersérülékeny

Tipikus hibák :


– rövidzárlat


2.1.2. Nyomásméréspiezorezisztívátalakítóval

2.5.ábra.Piezorezisztívnyomásjeladótipikus kialakítása:1. vakuumkamra,2. szilikon

lapka(chip),3. mérocsatlakozás,4. szuro

Méréselve : A külso erohatássaldeformáltfélvezeto kristályellenállásamegváltozik.Az eszközérzékenységéta félvezetokorongátméro és vastagságaránya hatá-rozzameg. Kis nyomásokméréséheznéhány nanométervastagságúmembránszükséges.Nagyobbméretu szilíciumlapkáthaszálvaezenkialakíthatóa jelfor-málástéserosítéstvégzo áramköris.

2.1. JELADÓK 17

Elonyök :

– kalibrált zérópont

– nagylinearitás

– kialakítástólfüggöennyomásvagynyomáskülönbségméréséreis alkalmas

Hátrányok :

– drága

Tipikus hibák :


2.1.3. Elmozdulásérzékelés

Ellenállás változással

Méréselve : az ellenállásaktív hosszánakváltoztatása(a ténylegeshosszváltozásanélkül),azazpotencióméter.

Elonyök :

– egyszeru felépítés

– jól kalibrálható

– zavarójelekrenemtúl érzékeny,

– viszonylagolcsó.

Hátrányok :

– szennyezodésreérzékeny

– pontosméréshezstabilreferenciafeszültségszükséges

Tipikus hibák :


– rövidzárlat

– szennyezodésmiatti "sercegés"



Induktív elven

Méréselve : leggyakrabbanazúgynevezettvivofrekvenciásdifferenciáltranszformá-tort alkalmazzákott, ahol a potenciométeresmegoldásnemelégpontos,vagymostohaa környezet,példáulDieseladagolókban,Dieselprolasztókban.A vi-vofrekvenciaáltalában2.5kHz.

Elonyök :

– pontos

– mechanikaiszennyezésrenemérzékeny (kivévevasreszelék)

– nincscsúszóértinkezés

Hátrányok :

– karakterisztikanemlineáris

– meghajtóáramkörszükséges

2.1.4. Fordulatszámmérés

Indukciós átalakítóval

Méréselve : A vasmagostekercsmögöttállandómágneshelyezkedikel. A mágneseskör ellenállását,ésezáltala tekercsenáthaladóerovonalakszámáta jeladóelöttforgó, mágnesesvezetobol készülttárcsacsapjavagy hornya (pl. fogaskerék)változtatja.

Elonyök :

– szennyezodésrenemérzékeny (kivévevasreszelék)

Hátrányok :

– fordulatszámtólfüggo kimeno feszültség

Tipikus hibák :

– szakadás

– fordítottpolaritásúbekötés

– esetenkéntnemmegfelelo légrés

2.1. JELADÓK 19

(a) felépítése:1. ház,2. mágnes,3. tekercs,4. vasmag,5. vezetékek

V

1/min1000 2000 3000 4000 5000 6000

5

10

15

20

35

30

(b) maximális feszültség a fordulatszámfüggvényében

2.6.ábra.Induktív fordulatszámjeladó

HALL jeladóval

Méréselve : Egy vékony, keskeny vezetobenkeresztirányú feszültségébred,ha ahosszirányban folyó áramotkeresztirányú mágnesestér éri. Ahhoz, hogy ér-zékelokénthasználhassuk,megfeleloenkialakítottmágneseskörreésa kimenojel elektronikuserosítésére,formázásáravanszükség.Ezektöbbnyire egy toko-zásbakerülnek,innenereda HALL IC elnevezés.

Elonyök :

– fordulatszámtólfüggetlenkimeno feszültség

– stabilnégyszögjelkimenet(általábanTTL jelszint)

Hátrányok :

– bonyolultabbésdrágábbbeépítés,mint induktív jeladónál

– elektromoskimeneteérzékenyebb

Tipikus hibák :


– elektronikameghibásodás

– kimeno tranzisztormeghibásodása

2.1.5. Kipuf ogógázoxigénmennyiségérzékelése

(a) felépítése:1. kerámiatest,2. vékony pla-tina rétegek(elektródák),3. villamoskontak-tus,4. testcsatlakozas,5. kipufogócso, 6. ke-rámiavédoréteg, 7. kipufogógáz,8. szabadlevego

1

0

0.8 1 1.2 légfelesleg

feszültség [ V ]

(b) tipikus jelalak

2.7.ábra.A lambdaszonda

Méréselve : A kipufogógázoxigéntartalmadús keveréknélkb 0.2-0.3%, szegénykeveréknélgyorsannövekszik. A lambda-szondafelépítésea 2.7(a)ábránlát-ható.A tömör(1) kerámiatest(cirkónium-dioxid,ittrium – oxiddalstabilizálva)kétoldalátvékony gázátereszto platinaréteggelvonjákbe(2). A kipufogóoldaliplatinarétegre mégvédoreteget is visznekfel (6). Az alkalmazottkerámiakb300

C-onazoxigénionokszámáravezetovéválik. Haakerámiarétegkétoldalán

az oxigénkoncentrációkülönbözo, akkor a két platinaréteg között elektromosfeszültségkeletkezik, lényegébena galvánelemelvén.Ez a folyamathomérsék-letfüggo,ezértmamárkivételnélkülelektromosanfutöttszondáthasználnak.A

2.1. JELADÓK 21

túl nagyhomérsékletcsökkenti azélettartamot.Az ólom tartalmúbenzinégés-termékei eltömítika platinaréteg pórusait,a szondarövid ido alatttönkremegy.

Elonyök :

– jellegzetes,gyorsjelváltozasλ 1-nél

Hátrányok :

– homérséklet-érzékeny

– kipufogórendszertömítetlenségreérzékeny

– csakλ 1 környékénhasználható

Tipikus hibák :

– elöregedés

– mechanikaisérulés

2.8.ábra.A lambdaszondavédoburkolatváltozatok

Elterjedtebb megoldások

1 vezetékes futésnincs,1 jelvezeték


2 vezetékes jelvezetékkülön földelve,pontosabbmérés

3 vezetékes 2 vezetékfutésre,jel földelt

4 vezetékes 2 vezetékfutésre,2 jelvezeték

2.1.6. Homérsékletméréstermisztorral

R = 1 kOhm

NTC

Elektronika

5 V

U ki

(a)bekötésivázlata

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

-20 0 20 40 60 801

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5ellenallas [kOhm]

feszultseg V

(b) ellenállásaésa kimeno feszültségea ho-mérsékelt függvényében

2.9.ábra.Az NTC elem

Méréselve : Megfeleloen kialakított félvezetok homérsékletfüggvényébenváltoz-tatják az ellenállásukat.Jármuveken szintekizárólagnegatív ellenállásténye-zoju (NTC) jeladókathasználnak.Ezekellenállásaa homérsékletnövekedésé-vel csökken. A muszerfali kijelzok egyvezetékes,azelektronikákkétvezetékeskivitelt használják.

Elonyök : egyszeru, olcsó

Hátrányok : nemlineáriskarakterisztika

Tipikus hibák : szakadás,szakadástmegelozoenszobahomérsékletenkialakulóigenkis, néhány 10ohmosellenállás

A nemlineárisellenállás- homérsékletkarakterszitikamiattagyártóktöbbpontonmegadjákazösszetartozóhomérsékelt - ellenállásértékeket, precízhibakeresésnélezis ellenorizendo (2.9(b)ábra).

2.1. JELADÓK 23

2.1.7. Kopogásérzékelés

2.10.ábra.Kopogásérzékelo elhelyezéseamotortömbön1. szelep,2. motortömb,3. dugattyú,4.

kopogás-érzékelo,a: elhelyezésnégyhengeresmotortömbönegy jeladóesetén,b: elhelyezésnégyhengeresmotortömbönkét jeladóesetén

Méréselve : Piezókristályosgyorsulásjeladóval érzékelik a rezgésekáltal keltettgyorsulást.

Elonyök :

– a jeladósajátrekvenciájagyártáskor szélessávbankiválasztható

Hátrányok :

– érzékeli a motoregyébalkatrészei(vezérmu,stb)által keltettzajokatis

– elhelyezésre,beépítéshelyéreérzékeny

– régebbiváltozatokmotortípusérzékenyek

– bonyolult jelfeldolgozástigényelnek


2.1.8. Gyorsulásérzékelok

Feladatuka jármuvetértgyorsulásokérzékelése.A legegyszerübbekegy irányban eso gyorsulástérzékelnek, és a kimenetükbi-

náris: csakazt jelzik, ha az adott irányban a gyorsulásmeghaladegy bizonyos ér-téket. Az ilyen jeladókatáltalábanaz ütközésvédelemnélhasználják(légzsák,övfe-szíto,rövidzárlatvédelem).Némelyik típuskapcsolójellegu, azazbizonyosgyorsulásutánmegszakítegy elektromoskontaktus,amit csakmegfelelo nyomógombmuködte-tésével lehetismétzárni.

Vannakolyanok,amelyeknemcsakegy iránybanérzékelik agyorsulást,ésazéréz-kenységükállítható,dea kimenetüktovábbrais bináris.Ezeket elterjedtenhasználjákriasztókmuködtetésére.A bináriskiemenetu jeladókkialakításasokfélelehet,nagyaváltozatosság.

Gyakoriakazegy iránybanérzékelo,deagyorsulássalarányoselektromosjeletadójeladók.Így a vezérloelektronikaa gyorsulásmértékétol függoentud dönteni(példáulelso ésoldalsólégzsákok felfújása).

Versenytechnikábanmérésadatgyujtésreésösszetettszabályozórendszereknél(e-lektronikusmenetstablizátor)használnakolyan jeladót,amelyik egy készülékházbanegyesítiakereszt-éshosszirányú gyorulás,valaminta függolegestengelykörüli szög-gyorsulásjeladóitésjelformálóáramköreit.

Ezeka jeladókáltalábanpiezóelektromoselvenmuködnek.

2.2. Beavatkozószervek

2.2.1. Gyújtótekercsek

A gyújtótranszformátorfeladataaprimerfeszültségmegnöveléseazivképzéshezszük-ségesértékre,általában20 – 30 kV -ra.

A kapacitívgyújtásnála primer feszültségnévlegesen12V, gyakorlatilag8 – 15Vkzötti. Induktívgyújtásnálatranszformátornakenergiatárolásifeladataiis vannak.Ré-gebbirendszereknéla mechanikusmegszakítóvédelmemiatt a primer tekercsellen-állása4 Ω körüli volt. Ekkor viszontnagyfotdulatonvagycsökkent tápfeszültségnél(hidegindítás)nemalakultki amegfelelo áramerösség,így csökkentazív energiája.

Az elektronikusvezérlésu rendszereknéla 3A helyett lehetségesaz 5 – 8A -esprimeráramhasználata.Egyébokoból a primer tekercsellenállásailyenkor 0 5Ω kö-rüli, így a legrosszabbesetbenis megfelelo energiájú ív keletkezik. Ideálisesetbenviszontaprimeráramjóval nagyobblenne,ezértelektronikusútonkorlátozzák.

Kapacitív(CDI) gyújtásnálnincsenergiatárolásifunkció,mertaztegy kondenzátorlátja el, csaka 400V körüli primer feszültségetkell transzformálni.A primer tekercs

2.2. BEAVATKOZÓSZERVEK 25

ellenállásaennéla rendszernéláltalában0 1Ω körüli.

2.11.ábra.Két darabegybeépített,kettoskivezetésu gyújtótranszformátor

2.2.2. Benzin-befecskendezo szelepek

Kifinomult elektromágnesesszelepek.A statikusan,teljesennyitott szelepnélmérhetoátfolyásésa ténylegesátfolyásközött jelentoskülönbségvan. Ennekokaaz,hogy amágnesszelepnyitásakésikazelektromosjelhezképest(megszólalásiido), éstermé-szetesena teljesnyitás eléréséhezis idore van szükség.A normálszemélygépkocsimotoroknálhasználatoskapcsolásifrekvenciaeseténa ténylegesátfolyásmegközelí-toleg 66 % -a a névlegesnek,de erosenfügg a tápfeszültségtol. Ezérta vezérloelekt-ronika mindig méri a tápfeszültséget,és annakmegfeleloenkorrigálja a kiszámítottbefecskendezésiidot.

Eleinte a kisebbmegszólalásiido eléréséhezúgynevezett„peak & hold” típusúbefecskendezo szelepeket használtak. Ezek tekercsénekellenállása1Ω körüli. ígybekapcsolásutánrövid ido alattkialakul a 4A körüli áram,amit késöbbazelektronika1A -recsökkent. Így csökkentamelegedés,éshamarabbzára szelep.

A pontosabbés kifinomultabbkivitelezésmiatt ma már erre nincs szükség,ígyegyregyakrabbanalkalmaznak4Ω körüli ellenállásúszelepeket. Ekkor nincsszükségazáramvezérlésére,a bekapcsolásalattvégig1A körül lesz.


(a) TopFeed (b) BottomFeed (c) Topfeedbeépítésipélda

2.12.ábra.Befecskendezoszelepkialakításokésbeépítése

2.2.3. Egyébelektromágnesesberendezések

A beavatkozó szervek szintekivétel nélkül elektromágnesek.Amenyibbennemki –be kapcsolásjellegel kell vezérlenivalamit (példáulturbonyomás,hárompontfelfüg-gesztés),gyakranhasználnakúgynevezettPWM (PulseWidth Modulation,impulzus-szélességmoduláció)vezérlést.Ilyenkor a mágnesszelepállandófrekvenciájú(12 –500 Hz között, típusfüggo), de változó szélességu impulzusokatkap. A tekercsbenilyen gyorsannemtud változniazáram,ezértazelektromosjellemzoktol éskitöltésitényezotol függo középértékreáll be. Amenyibenaz impulzusokszélességeno, a te-kercsbenfolyó áramértéke is no, tehátno a tekercsáltal kifejtett ero is.

Fel kell hívni a figyelmetarra,hogya látszólagegyszeru ésjól ismertrelékombi-nációk is tartalmazhatnakpéldáuldiódákat,amiket a kezeléséshibakereséssoránisfigyelembekell venni(2.13ábra).

2.2. BEAVATKOZÓSZERVEK 27

86 Ohm

62

0 O

hm

2.7 Ohm

86 Ohm

62

0 O

hm

88y 88d 88c 86a 86 86b 85 88z 88a 88b 88c

2.13.ábra.Jelfogóegység:foreléésszivattyúrelé

2.14.ábra.Hidrosztatikusarányoskészülék:a hidraulikusjellemzo (térfogatáram)arányosaz

elektromosjellemzovel (áramatekercsben)


2.2.4. Elektromotorok

A jármuvekbennagyonsokéssokféleelektromosmotorthasználnak(ablaktörlo, szel-lozés,alapjáratimegkerülo vezeték,központizár...). Ezektöbbnyire egyenáramúmo-torok, de a nagyobbpontoságotigénylo helyekenelofodulnakléptetomotorokis. Is-mertetésükreterjedelmiokobólnincslehetoség.

2.3. Elektr omosrendszer

2.3.1. Villamos hálózat

A villamoshálózatfeladataa fogyasztókenergiával való ellátása,túláram-védelmeéskapcsolása.A nagyszámbanalkalmazottszabályozóberendezéseknemcsaka tápfe-szültséggelszembentámasztanakmagasabbigényeket,dekülönösena bemeno jeleikzavarairaérzékenyek. Fokozotta követelmény a haszonjármuveken,a sokkalmosto-hábbüzemikörülmények ésnagyobbméretekmiatt. Egy jó minoségu kábelkorbács(összeszerelt,kötegelt kábeléscsatlakozók) áraösszemérheto egy nagyonbonyolultvezérloelektronikaárával.

Az elektronikusrendszerekhibáinaktöbbmint 90százalékátközvetlenülvagyköz-vetvea hibáskábelrendszerokozza.

A villamos vezetékek

A jármu üzemeközbenarészegységekrészeinekegymáshozviszonyított elmozdulásaiésafolytonosrázásavezetékeknekolyanrezgéseitidézikelo, amiketavillanyszerelés-benáltalánosanhasználtvezetékek törésnélkül nembírnakel. Ezérta jármu villamoshálózatábacsakisrugalmaséshajlékony, többvezetoszálbólsodrottvezetéket szabadbeépíteni.

Mivel a jármuveken kis feszültségmellett sokszorelég nagy teljesítményt is átkell vinni, a villamosvezetékek csakigen jó vezeto képességu anyagból,azazrézbolkészülhetnek,nehogyolyan feszültségesésjöjjön létre, amelya bekapcsoltkészülékmuködésétzavarhatja.Ezérta vezetékkeresztmetszeténekkiválasztásakor is követnikell agyári eloírásokat.

Ezeka körülmények különlegeskövetelményeket támasztanaka vezetékek szige-telésével szembenis. A szigetelésnekrugalmasnakés kopásállónakkell lennie, de100

C-ig hoálló legyen,továbbáa kenoolaj,hajtóanyagésvíz behatolásátis tartósan

gátolja.Ma már több kilométerhosszúságúvezetéktalálhatómégegy egyszeru személy-

gépkocsibanis. Ilyen mennyiségu kábeltmárnemlehetegyenkéntbeszerelniéselve-

2.3. ELEKTROMOSRENDSZER 29

zetniamegfelelo helyre.Ezértagyárakerrespecializálódottbeszállítóktólpontosmé-ret szerintelore gyártottvezetékkötegeket, úgynevezettkábelkorbácsokatrendelnek.Itt azegy iránybameno vezetékeketösszekötik,éskülönszigeteléssel,védoburkolattallátják el. Ahol a köteg lemezfalonvagyhasonlókiképzésu helyenhaladát,ott továbbivédoburkolatotkap.E burkolatoknaka szerepenemcsaka nyírásésazélesiránytöréselkerülése,desokszorkülönlegestömítésifeladatokatis el kell látniuk.

A kábelkorbácsvezetéseésrögzítésenagyhatássalvana jármu megbízhatóságára.A nemkelloenrögzítettkábelfárasztóigénybevételejelentosenmegno. Ugyanakkorkerülni kell a másikvégletetis. A túl szorosrahúzottrögzítobilincsmegsérthetiegy-egy vezetékszigetelését,ésígy nagyonrejtélyes,nehezenfelderítheto hibákatokozhat.Ügyelni kell arra is, hogy az üzemszeruenelmozdulóalkatrészekközött (példáulafutómu, vagy a rugalmasanágyazottmotor ésa karosszériaközött) ne legyenfeszesa kábel. A kábelvonalvezetésétsok paraméterhatározzameg, ésnehézjó kompro-misszumotelérniagyártásiköltségekésaszerelhetoségközött.

Csatlakozók

Csatlakozókatolyanhelyenépítünka vezetékbe,ahola kábeleket üzemszeruenmeg-bontjuk,példáulpótkocsivilágító ésjelzo berendezéseszámára,vagyaholszerelheto-ségmiatt szükséges.

Régebbenkizárólagcsavarosösszekötoketésdugaszolhatókapcsokatalkalmaztak,deazelektronikusalkatrészekegyrenövekvo igényekettámasztottak,így sokfélecsat-lakozókialakítássaltalálkozhatunk.

A csatlakozásjelentoshibaforráslehet.A hibaforrásokatsorravéve megismerhet-jük a jó vezeték-csatlakozássalszembentámasztottkövetelményeketis.

Érintk ezés: A nem megfelelo érintkezésnagy elektromosellenállású. Ez egyrésztnöveli a feszültségesést(amizavarólaghatacsatlakoztatottberendezésre),más-részta csatlakozómelegedésétidézhetielo, így a vezetékszigeteléseis megsé-rülhet,ezzeltovábbimeghibásodásokatokozva.

A jó érintkezéstegyrészta megfelelo kialakítássallehetbiztosítani(rugós,csa-varosrögzítés),másrésztolyananyagúérintkezo párokatválasztanak,amelyekelektrokémiaés mechanikaitulajdonságaikmegfeleloek. Jó eredmény érhetoel az ónozott- ónozott,ónozott- ezüstözöttpárosítással,kiemelkedoenjó (dedrága)az arany - arany párosítás,ugyanakkor jelentoshiba forrásalehetazér-zékeny, nagysebességu jelvezetékeken az ezüst- arany párosítás.Ennekokaaz, hogy az ezüstönkeletkezettvékony oxidréteg letöredezettdarabkáitaz ónpuhaságarévénelnyeli, míg azarany errenemképes.Igy ezazoxidréteg a kétérintkezo között szigetelo réteget alkot, az érintkezo ellenállásaés kapacitása


is megno. A megnövekedettkapacitásúérintkezo különösena nagysebességudigitális jeleket torzítja.

Tömítettség: Amennyibencsatlakozóolyanhelyrekerül beépítésre,biztosítaniakella nedvességésszennyezo anyagoktávoltartásátazérintkezoktol.

Szerelhetoség: A csatlakozóoldásáhozszükségesero nelegyentúl nagy, mertezsze-reléskor akábelsérüléséhezvezethet.Ezakövetelmény ésazelözo ketto ellent-mond egymásnak,az ellentmondástöbbnyire rugósbiztosítókalkalmazásávaláthidalható.

Egyértelmu azonosíthatóság:A fordított vagynemmegfelelo helyretörténo csatla-koztatásellenlehetoségszerintvédelmetkell nyújtani. Ezpéldáultájolóhornyokkialakításával érheto el. A nemmegfelelo helyretörténo csatlakoztatásellenvé-delmetnyújt akábelkorbácsgondoskialakításais.

E szempontjelentoségenagyobba személygépkocsiknál,mivel itt azelektroni-kák kisebbváltozatszámban,nagyobbsorozatbankészülnek,ezértköltségkímé-lésmiatt sokszornemtartalmaznakvédelmeta fordított polaritássalvagytúlfe-szültséggelszemben.

Kábelcsatlakozás: Többhibaforrásalehetanemmegfelelo átmenetakábelésacsat-lakozóközött. A legnagyobbgondotazokozza,hogya hajlékony kábelvéggelvalamilyenmódonösszekell kötni egy merev csatlakozót,így atalálkozásipont-banakábelegy helyrekoncentrálthajlítgatásoknakleszkitéve. Ilyen helya for-rasztotcsatlakozásoknálazón végénéltalálható.Ezértkerülendo a csatlakozókforrasztása.Ma márszintekizárólagkülön e célrakifejlesztettroppantottköté-seket használnak.Jelentosenjavíthatóa helyzeta szigetelésmegfelelo kialakí-tásával, fokozatosmegvastagításával. Hiábaalkalmazzuka legjobbcsatlakozót,ha a csatlakozó elötti néhány mm-enmár csupasza vezeték. Így a nedvességhatásárafelléphetnekrövidzárlatok,sérülések,korrózió.

A csatlakozóelöttmegnövelt vastagságúszigetelésmerevebbétesziavezetéket,így a fárasztóigénybevétel hosszabbszakasztveszigénybe. A legfelso réteg-nek légmenteszárástkell biztosítani. Ezt általábanhore zsugorodómuanyagcsövecskékkel érik el.

A szigorúkövetelményekbol is látható,hogya zsebkésselszigeteléstfaragóésve-zetéketösszesodró"javítások"koralejárt. Szakadtvezetékekjavításais szakértelmetésperszeforrólevego fújót, horezsugorodószigeteléseketéskello körültekintéstigényel.

2.3. ELEKTROMOSRENDSZER 31

Egyébelemek

Biztosítók: A jármuvekbena túláramelleni védelemreáltalábanolvadóbiztosítókatalkalmaznak.Ezekettöbbnyire egy dobozbanhelyezikel. A különbözoáramér-tékeketszínkódokkalis jelölik. Egybiztosítógyakrantöbbáramkörvédelemétisellátja.Ez ugyannehezítiahibakeresést,dejelentosencsökkenthetiabiztosítókszámátésfajtáját.

Különösenkell ügyelni az utólag beszereltkészülékek megfelelo védelemmelvalóellátására.Lehetoleg olyanfogyasztókkerüljenekegy biztosítóra,amelyeknemmuködnekegy idoben. Arra is ügyeljünk,hogy alapvetoenháromfélefe-szültségcsatlakozásipont van. Az egyik állandóanbekapcsolt,a másikcsakagyújtássalegyütt bekapcsolt,míg a harmadik,úgynevezettkiegészíto lehetbár-melyik, deazönindítómuködtetésealattkikapcsolódik.

Kapcsolók: Feladatukegy-egy fogyasztóvagy fogyasztócsoportki ésbekapcsolása.Kialakításuknagyonsokféle lehet, az egyszeru nyomógombtóla sokfunkcióskormányoszlopkapcsolóig.Elektromosszempontbóllehetimpulzus,két- vagytöbbállású,illetveegyszerretöbbáramkörtkapcsolókialakítású.Áramkörielhe-lyezésétilletoenlehetúgynevezettalsó-vagyfelsooldalikapcsoló(2.15ábra).Afelsooldali kapcsolóazáramforráspozitiv sarkaésafogyasztóközékerülbeépí-tésre,afogyasztófelöli kapcsánkikapcsoltállapotbantestfeszültség,bekapcsoltállapotbantápfeszültségmérheto. Az alsóoldalikapcsolóa fogyasztóésa testközékötött. A fogyasztófelöli kapcsánkikapcsoltállapotbantápfeszültség,be-kapcsoltállapotbantestfeszültségmérheto.

alsóoldali kapcsolófelsõoldali kapcsoló

2.15.ábra.Alsó ésfelso oldali kapcsoló


2.1.táblázat.JármufedélzetielektronikákrezgésállóságikövetelményeiBeépítésihely Frekvencia Amplitúdó Gyorsulás

[ Hz ] [ mm ] [ m/s2]Karosszéria 10- 25 1 - 1,5 -

25 - 500 - 25 - 3510- 50 2 - 3 -

Motortér 50 - 200 0,1- 0,2 -200- 500 - 250

Jelfogók: Amikor nagyobbfogyasztónátfolyó áramotszakítunkmeg, az érintkezokszétválásakor jelentoselektromosív képzodik. Ez csökkenti a kapcsolóélettar-tamát,ésjelentoselektromágneseszavarhozvezethet.Ezérta nagyobbfogyasz-tókat nemközvetlenülkapcsoljuk,hanemegy jelfogón keresztül. A kapcsolóa jelfogó tekercsénátfolyó áramotkapcsolja,így muködtetiazelektromágnest.Az elektromágnesmozgatjaa jelfogó fegyverzetét,ami a nagyobbáramotkap-csolja. A mechanikakialakításaolyan,hogyazátkapcsolásgyorsan,határozot-tanmenjenvégbe,csökkentve azív kialakuláslehetoségét.Ma márterjednekafélvezetökbol készült,mozgóalkatrésznélküli teljesítmény kapcsolókis.

Elektr onika dobozok: Elsodlegesfeladatukazelektronikavédelmea külso hatások-tól. Jelentosa mechanikaiigénybevétel. A rezgésállóságikövetelmények a 2.1táblázatbantekinthetok át.

Ezenfelül azelektronikadobozánakmeg kell akadályoznianedvességésegyébfolyadékok bejutását,de a bezártlevego páratartalmánakel kell tudni távozni.Eztspeciálistömítésseloldjákmeg.

A nagysebességudigitáliselektronikákjelentosrádiófrekvenciászajtbocsátanakki, de érzékenyek is a a jelfogókon ésszénkeféken keletkezo rádiófrekvenciászajra. A jól kialakított fémdobozhatékonyan árnyékol, így jól alkalmazhatómindkétgondorvoslására.

Jelzések,dokumentáció: A jármuvek vezetékeit már régótaszínesszigeteloréteggellátják el. Kialakult egy szokás,így a fobbfunkciókragyártótólfüggetlenülazo-nosszíneketalkalmaztak.Ezazonbanarendelkezésreálló kombinációkcsekélyszámamiatt tényleg csakaz alapveto funkciókra korlátozódott. Az is gondotokozott,hogyahasználatsoránelszennyezodött,dekülönösenafelhevült, sérültkábelekeseténa szigetelo muanyagelszínezodött,így nehézzévált azazonosí-

2.4. MULTIPLEX KÁBELRENDSZEREK 33

tásuk.A nagyszámú,többkötegbefogott kábelekközött lehetetleneligazodniamegfelelo dokumentációhiányában.A ’70-esévekbena jármu elektromoskap-csolásirajzanemvolt több,mint egy kihajthatólap a javításikézikönyv végén.Egymaikorszeruerogépkétkötetesszervizdokumentációjának60- 70százalékaazelektronikusalrendszerleírása.

Az elektronikusalrendszerdokumentálásánakezta formájátmárnemlehetkap-csolásirajznaknevezni. Minden esetbenolyan logikus rendszerthasználnak,amelymegkönnyíti a hibakeresést.Különbözo gyártókdokumentációjatermé-szetes-eneltéro, de mindenesetbenmegéri az idoráfordításta logikai rendszermegismerése.

A haszonjármuveknélgyakori, hogy a vezetékeket nemcsakszínnel,de szám-mal vagy számés betu kóddal is ellátják. Ezeket a számokata vezetékekenkis távolságonkéntfeltüntetik, így a vezetékelszínezodéseeseténis könnyeb-benazonosítható.A vezetékekszámozásaáltalábanafunkcionáliscsoportbólésszínkódbóláll. A gyártómegadja,hogy például3 számjegyeskódrendszerbenazelso számjegy a csoportotjelöli (pl. 1 - motor, 2 - sebességváltó,3- muszer-fal, 4-világítás,stb.), amásodika funkciót (0 - tápfeszültség,1 - test,2-9egyéb),a harmadikszámjegy pediga színt (pl. 1 - piros, 2 - fekete,3 kék, stb.). Igyhaegy sérültkábelena 201-esjelöléstlátjuk, akkor a fenti példaalapjánezegysebességváltóhoztartozópirosszínu tápvezeték

A dokumentációtermészetesentartalmazzaazalkalmazottrajzjelekmagyaráza-tát, a jelölési rendszerleírását,ésa teljesalkatrészlistát. Ezenkívül általábanháromrészbol áll. Az elso egy funkcionáliskapcsolásirajz, teháta felosztásaa rendszerlogikai szerkezeténekfelel meg. A következo egy kábelkorbácsrajz,amelyméretekkel vagy a nélkül, de rajzosformábanmegadja,hogy mely kö-tegbenmely vezetékek haladnak,éshol vannakelágazások.A harmadikrésztöbbnyire röntgenrajzokbóláll, amelyeka kábelkorbácsokelhelyezkedésétmu-tatjáka jármuvön.

Egydokumentációáltalábantöbbváltozatotis leír, amelyektöbbnyire agyártásiidopontbanés felszereltségbentérnekel. Különösenhaszonjármuveken, aholkis sorozatokésnagyváltozatszáma jellemzo, ügyelni kell a jármu megfelelobeazonosítására.

2.4. Multiplex kábelrendszerek

Az elektronikaegyre olcsóbbávált, rendkívüli módonelterjedta jármuvekben.Ez aterjedésóriási terheket rótt a vezetékrendszerre,amelyegyrebonyolultabba,nehezeb-


ben gyárthatóváés karbantarthatóvávált. Ma már a jó minoségu kábelkorbácsáraközel azonosaz elektronikáéval. A kiterjedt szabályozásifunkciók révénegyre többvezérloegységneklett szükségeugyanarraa mért jellemzore,dea nagybonyolultságmiatt a hibakeresésnagyonnehézzévált.

Példáula jármu haladásisebességefontosadata motorvezérlés,a sebességváltóvezérlés,deafék blokkolásgátlóvezérlésszámárais. Hagyományosrendszerekeseténehhezugyanaz az adatméréséhezháromjeladóralenneszükség.Megoldástjelent-het az, hogy az egyik vezérloegységméri az adott jellemzot, és valamilyenmódontudatjaezt a többi vezérloegységgelis. Ekkor gondotjelent az, hogy mindenegyesvezérloegységkapcsolatottart fen másvezérlokkel, így ahány típusváltozat,annyifélevezérloegységrelehetszükség.

Megoldásta számítástechnikábanmárrégebbótaalkalmazottúgynevezettmultip-lex kábelrendszerek,másnévenbuszokadják.Ekkor elvileg azösszesrendszerössze-kötéséreelegendo lehet két vezeték,amelyremindenvezérloegységcsatlakozik. Akét vezetékbol az egyik a tápfeszültségetszolgáltatja,a másikon pediga vezérloada-tok és információk továbbíthatók. Így ha egy fontosabbjeladótellátják egy e célrakészült,egyetlenchipbol álló számítógéppel(némelyikükolcsóbb,mint 0,5 USD), eza jeladórendszeresenközölhetia mértértékeket azadatvezetéken. Jelenleg mégnemeza tipikus,abuszrendszerektöbbnyire csakakülönbözo vezérloregységekésnéhanyöszetetebbjeladótköt össze,dea vezérloegységekközlik a szükségesbe-éskimenetiértékeiket is.

A multiplex kábelrendszerekkezdetifejlodésiszakaszántöbbgyártómegalkottasa-ját rendszerét.Ma mára gyártókösszefogásratörekednek,mivel ezzelsajátfejlesztésiésgyártásiköltségeikis csökkenhetnek.Az Amerikai EgyesültÁllamokbanazAme-rikai AutómérnökökSzövetsége(SAE), míg Európábana nemzetköziszabványügyihivatal (ISO) is kidolgoztasajátszabványát. A SAE J2057számúdokumentumábanháromosztálybasoroljaa jármufedélzetikommunikációshálózatokat,amelyeketA, BésC betüvel jelöl.

A osztály: A kis sebességu adatátvitelrehasználható,általában1 - 10 kbps ( kbps:Kilo Bit PerSecundum,ezerjel másodpercenként,azadatátvitelalapüteme)se-bességgel.Tipikus A osztályúrendszeralkalmazásleheta központizár, vissza-pillantó tükör állítása,éshasonló,nembiztonsággalkapcsolatoskis sebességurendszerek.

B osztály: Ebbeaz osztálybatartozóhálózatnakmeg kell felelnie mindenA osztá-lyú követelmények, de összetettebbkommunikációshibaérzékelésiésellenor-zésimódszereket alkalmaz,ésgyorsabbadatátvitelreképes. A 10 - 125 kbpssebességtartománybanüzemel.Alkalmasdiagnosztikaicélokra,sebességváltóvezérlésre,muszerfal ésegyébrendszerekösszekötetésére.


C osztály: Nagysebességu, valós ideju adatátvitelreszolgál. A legfejlettebbadatel-lenorzésiésjavítási technikákatalkalmazza,sebessége125kbps-tólakár1000kbps(1mbps,MegaBit PerSecundum,millió jel másodpercenként)fölé is emel-kedhet.A nagysebességalkalmassáteszivalósideju vezérlésekre,mint példáula motorvezérlés,vagya blokkolásgátló.Természeteseneza legköltségesebb.

A multiplex hálózatokkialakításábanélenjáró két protokoll volt azABUS (Auto-mobileBitserielleSchnitstelle,németautógyártók),ésaVAN (VehiculeAreaNetwork,franciaautógyártók).Márae protokollok jelentoségeerosencsökkent.

A szabványosítása B ésC osztálybanterjedtel, az A osztálybanmégsajátpro-tokollokat alkalmaznaka gyártók. Az A osztályúprotokollok területénjelenleg azUSA-banlátott napvilágotegy ITS (InteligentTransportationSystemsbusfor MobileOffice, intelligensszállítórendszermobil irodák számára)nevu tervezet. Enneka lé-nyege az, hogy a jármu belso hálózatáraelhelyeznekegy átjárót,amelybiztosítjaazITS ésabelso forgalomközöttiadatforgalmatésszurést.EzamódszerteljesenazonosazInternetrol ismerttuzfalaknálalkalmazottal.A különbözo, nema jármu gyártójátólszármazóeszközök,mint a mobiltelefon,a személyhívó,a chipkártyastb., biztonsá-gossancsatlakoztathatólesza jármu hálózatához.

A B ésC osztálybanjelenleg háromprotokollt használnakelterjedten.Az USA-ban,részbenazODBII (On-BoardDiagnosticII, azazfedélzetidiagnosztikaII, a kör-nyezetvédelmi minisztériumeloírásai)révéna SAE J1850,míg Európábanaz ISO9141-2terjedtel. Ezta kétprotokollt elsosorbana diagnosztikaicélokrahasználják.

1995ótarobbanásszeruenterjedaCAN (ControllerAreaNetwork).Az ISO7498-asszabvány leír egy kommunikációsmodeltamiOSI(OpenSystems

Interconnection,Nyílt Rendszerekkommunikációja)néven ismert. Ez egy általánosleírásszámítógéphálózatokszámára,ami nemkötelezo, csakjavaslat.Ennekeredmé-nye képenelméletileg bármelyikgépkommunikálhata másikkal,mégha különbözotípusú(demegfeleloenösszekötött)hálózatonis vannak.

Az OSI modell hét független,egymásraépülo réteget definiál. A szabvány meg-követeli, hogy a rétegekközött csakisa jól leírt felületenfolyhat kommunikáció,ígybármikor kicserélheto egy alsóbbréteg úgy, hogya fölötte lévok eztnemészlelik. Ahétréteg felülrol lefelé:

7. Alkalmazási réteg: (Application Layer) a legmagasabbszintu réteg, felhasználóicsatolóhasználja.

6. Megjelenítésiréteg: (PresentationLayer)adatformázásiéskódkonverziósfelada-tokatlát el. CAN hálózatbannincsrászükség.

5. Viszonyréteg: (SessionLayer)adatkoordinációtvégez.


4. Szállításiréteg: (TransportLayer) nagyobbadatcsomagokdarabolásátés helyessorrendbeniösszeállításátvégzi.

3. Hálózati réteg: (Network Layer)Egycsomagcímzésével éscélbajuttatásával fog-lalkozik.

2. Adatkapcsolati réteg: (Data-LinkLayer)azüzenetbit ésbyteszerintitovábbításaa feladata.

1. Fizikai réteg: (PhysicalLayer)a buszfizikai (csatlakozók,kábelek)éselektromosjellemzoit írja le.

Nemkötelezo mindahétrétegetmegvalósítani,deegy hálózatiprotokoll leírásakoregymásmelletti rétegeketkell definiálni.

2.4.1. J1850

A SAE J 1850szabvány egy B osztályúhálózatISO modell szerintialsókét rétegét,az adatkapcsolatiésfizikai réteget irja le. A hálózatontöbb mestervezérlo lehet,ahozzáféréstütközésérézekelésselszabályozza,deaszemélyiszámítógépeknélelterjedtrendszerekkel ellentétbenaz ütközésnem teszi tönkre a nyertescsomópontadatait,tehátnemkell a forgalmazásteloröl kezdeni.

A szabvány egy éskétvezetékeskialakításttesztlehetové.Az adatátvitelialapsebesség10.4 kbps (ezerbit per másodperc)vagy 41.7 kbps

lehet. A bájtokatúgy küldik ki, hogya nagyobbhelyiértéku bit leszazelso. Az üze-net,másnévenadatkeretegy kezdojelet(SOF, startof frame),egy elválasztójelet, egyvagyhárombájtosfejlécet,és0-8 adatbájtottartalmaz.Ez egy hibaellenorzo számmal(CRC)ésadatvégjelzovel zárul.

2.4.2. ISO 9141-2

Egy 10.4kbpssebességu, B osztályúhálózatISO modell szerintialsókét rétegét irjale. Több mestervezérlo leheta buszon. Két, egymástólelektromosanfüggetlenve-zetéket ír elo, az L ésa K vezetéket. Az L vezetékmindig egyirányú adatforgalmatengedélyez,a vezérloegységekcsakolvassákezt a vezetéket. Jelzésrevagy parancs-küldésrehasználható,de használatanemkötelezo. A K vezetékenlehetegy vagykétirányú forgalom.A vezérloegységekvagycsakadatfogadásra,vagyadatfogadásraésküldésreis használják.


2.4.3. CCD busz

A ChryslerésJohnDeereáltal elterjedten(de nemkizárólagosan)használt,de nemszabványosítottkétvezetékesB osztályúbusz,általában7.812kbpssebességu. Az ISOmodell szerintialsó(fizikai) szintetirja elo, az adatkapcsolatirétegre csakjavaslatottesz,demegvalósításaazalkalmazótólfügg.

Adatvesztésnélküli ütközésérzékelésés azonosítóalapúprioritásoshozzáférésszabályozással.A jel

0 6 Volt feszültségu, de a 0 értéku bit mindig dominálaz 1

értékuvel szemben.(Ha egyik egység0-át, a másik1-et küld, a buszon0 leszolvas-ható).

A bájtokforgalmazásasoránelöbbegy0 értékustartbit,utánna8 adatbitkövetkezik,a kisebbhelyiértéku elobb,majdegy logikai 0 értéku stopbit következik.

Az adatkerettetszolegesszámúbájtbólállhat,megkötésnékül.A javaslatszerintatipikus üzenetazonban1-4 bájt hosszú.Az elso bájt egy azonosító,a kisebbazonosí-tójú adatotküldo csomopontfolytathatjaa forgalmazást.

2.4.4. CAN busz

A CAN (ControllerAreaNetwork, hálózatvezérlok számára)buszegy sorosadatátvi-teli lehetoségvalósideju alkalmazásokszámára.

Egészen1 Mbps(MegaBit PerSecundum,millió jelzésmásodpercenként)sebes-ségigalkalmazható,kifinomult hibaészlelésimódszerekethasznál,éskiemelkedo ahi-baturése.Tehátalkalmasa B ésC osztályúkommunikációbonyolításárais.

Eredetileg a BoschGmBH fejlesztetteki az1980-asévek közepénazautóiparbanjelentkezokábelezésiproblémákköltségtakarékosmegoldására,demamárnemzetköziszabvánnyávált azISO 11898(nagysebességu alkalmazások)ésazISO 11519(kisse-bességu alkalmazások)számokon.

Számosalacsony árú berendezésvásárolhatóa vezeto elektronikaalkatrészgyár-tóktól, így a jármufejlesztéssokkalolcsóbblehet. A piaconaz elektronikaialkatré-szekenkívül teljesfejleszto eszközökállnaka mérnökökrendelkezésére.Nemcsakajármuveken,deaz ipari irányítástechnikában,sot megbizhatóságamiatt a gyógyászatimuszerekközöttis terjed.

Alkalmazásánakterjedésérejellemzo, hogy 1995-ben5,5 millió CAN chipetad-tak el, 1996-bantöbbmint 10 milliót, 1999-ben140milliót. 1995-banmár többmint3 millió CAN buszmuködötta jármuveken,éstovábbi 6 millió ezeken kívül. Meg-bízhatóságárajellemzo, hogy a gyógyászatbanpéldáulröntgengépekvezérlésénélishasználják.


Hogyan muködik

A CAN hálózatakétvezetékesbuszbólésahozzákapcsolódóúgynevezettcsomópon-tokból áll. Az adatokatleíró binárisinformációkbitenkéntsorbanhaladnaka vezeté-ken.

A csomóponttólszármazóüzenetnemtartalmazzasema forrás,sema cél csomó-pontcímét,csakegy azonosítót.Ez azazonosítótehátnema cél vagyforrásállomás,hanemazüzenetadattartalmának(példáulfordulatszám,jármusebesség)azonosításáraszolgál.

A CAN szabvány (ISO 11898)csakaz ISO modell szerinti alsó két réteget írjale. A CAN vezérlokbenaz adatkapcsolatiréteget általábana hardverbenvalósítjákmeg, így kevésbéterhelik a vezérlo számítógépet.Gyakorlati okokból ezt a rétegetkétfelé választják,a logikai kapcsolatvezérlésre(Logical Link Control, LLC) és aközeg hozzáférésivezérlésre(MediaAccessControl,MAC).

A fizikai réteg természeténélfogva mindig fizikailag megvalósított,a többi réteglehethardveres(azazchipbenmegvalósított),vagy szoftveres(programmbanmegva-lósított).

A logikai adatkapcsolatvezérlése

Az adatkapcsolatiréteg a felsobb rétegtol kapottadatotellátjaegy kerettel,ésígy to-vábbítjaa fizikai rétegnek. A CAN szabványnakma két változatavan használatban,amelyekazadatkeretformátumábankülönböznek.

A 2.0A szabvány szerintiadatkerethétmezobol áll (2.16).

SOF: StartOf theFrame,keretkezdetjelzo 0 bit. Ha valamelyegységküldeniakar,ezta bitet0-raállitja, ezzela többi egységszinkronizálnitudjaazóráját.

Arbitration: Döntésimezo, többrészbol áll. Ezszabályozzaa közeghozzáférést.

ID: Identifier, azonosítómezoböl,ez11 bit hosszú

RTR RemoteTransmissionRequest.Amenyibenezabit 1, azadatkéréstjelentmásegységtol, ha0, akkor akért adatküldését.

Control: Vezérlo mezo, ezis többrészbol áll:

r0, r1: késobbi felhasználásrafenntartottkétbitbol ésa

DLC: (Data Length Code)mezoböl, amely a 4 bites adathosszkód, azadatmezo hosszátadjameg.

Data: Adatmezo, 0-8byte( 0- 64 bit) adat,amiköréakeretépül.


bus idle arbitration ctrl data CRC ACK EOF Int bus idle

frame

SOF RTR

R1

R0

ID DLC DATA 0 - 64 CRC EOF

2.0A

bus idle arbitration

SOF RTR

ID

2.0B

EIDE

SRR IDE

ctrl data CRC ACK EOF Int bus idle

frame

R1

R0

DLC DATA 0 - 64 CRC EOF

2.16.ábra.A CAN 2.0A és2.0Badatkeretformátumok

CRC: Cyclic Redundacy Checkcode,15 biteshibaellenörzo ésjavító kód,1 határolóbit

ACK: ACKnowledge,2 bitesnyugtamezo. Az elso biten tetszolegescsomópontje-lezhetiazadatokhibásvételét,amásodikbit ahatárolóbit.

EOF: EndOF Frame,7 biteskeretvégejelzés

INT: INTermission,keretekközti mezo, 3 db 1-esértéku bit következik,majda buszszabaddáválik, hanincsújabbküldendo keret.

A 2.0Bszabványbanmegváltoztattáka döntésimezot, deezkompatíbilismaradta2.0A szabvánnyal. Az elso részugyanúgy 11 bitesazonosító(ID), eztköveti azSRR(SubstituteRemoteRequest,behelyettesítéstávoli kérés)bit, egy IDE bit (ID extended,azonosítókibovítve), majda 18 bitesEID (ExtendedIdentifier, kibovitett azonosító),eztköveto részváltozatlanmaradt,tehátazRTR bit következik.

A 2.0Aszabvány szerintiCAN vezérlonemképesa2.0Bkeretekfogadására,ilyen-kor hibát jelez. A 2.0.B vezérlokbol két fajta létezik. Az úgynevezettpasszív2.0B


vezérlok felismerika2.0Bkereteket,nemjeleznekhibát,denemis tudjákfogadnieze-ket. Ilyen esetbena buszonvegyesenmehetnek2.0A és2.0B keretek,de a passzív2.0B vezérlot tartalmazócsomópontokcsaka 2.0A formájúkeretekbenlévo adatokattudjákelérni.

A közeghozzáférésvezérlése

Elofordulhat,hogy egyszerretöbb csomópontkíván adatotküldeni. Ezt azonbanabuszkialakításamiatt egyszerrecsakegy csomóponttehetimeg, különbenaz adatokösszekeverednek.Teháta csomópontoknakvalamilyenmódonel kell döntenie,hogyki férjenhozzáa kommunikációsközeghez.

A CAN protokoll ehheza döntésimezot használjafel. Az adatlegkisebbrészeabit, amely0 vagy1 lehet.A CAN esetébena0 adomináns,mígaz1 areceszív. A cso-mópontokakkor is figyelik ahálózatot,amikor küldenek.Haegyszerrekét csomópontküld, aztaddignemlehetészlelni,amígegyformaadatokatküldenek.Azonbanhaazegyik 0-át, a másik1-et küld, akkor mindketto 0-át fog olvasni(a 0 a dominánsbit).Ekkor azazállomás,amelyik1-etküldött, észlelia különbséget,ésabbahagyjaa for-galmazást.Ez a vetélkedéstermészetesencsakisa döntésimezobenmuködik, a kerettöbbi részébennemengedélyezett.Eredményeképenakisebbazonosítóval rendelkezoadatelsobbségetélvez.

Elvileg mégegy problémaadódhat.Amikor azegyik egységegy adatkérésikeretetküld, éspontosanekkor a másikegységküldi is a választ. Ekkor a két keretössze-keveredne,mivel az azonósítójukazonos.Azonbanaz adatkérésnélaz RTR bit 1, aválaszkeretbenviszont0, ebbol tudjaazadatotkéro egység,hogya válaszpontmostérkezik,ésabbahagyjaakéréskeretforgalmazását.

A hozzáférésszabályozásábantehátnemcsakazazonosító,de azRTR ésa 2.0Bhálózatoknálaz SRRbit is résztvesz. A döntésimezo utolsóbitje az RTR bit. En-nek értéke 1, ha adatkérésrevonatkozik, és0, ha az adatkérésreválasz. Mivel a 0 adominánsbit, így a válaszcsomagokelonyt élvezneka kérésekkel szemben.A 2.0BkeretekSRRbitje mindig 1, ésazona helyenáll, ahol a 2.0A kereteknemhasznált0 értéku bitjei vannak.Ebbol következik,hogyazonosalapazonosítóval (elso 11 bit)rendelkezo adatokközül a2.0A típusúkeretelonyt élveza 2.0Btípusúval szemben.

Most már csakegy problémamaradtmegoldatlan. Bizonyos CAN csomópontok„alvó” üzemmódbaléphetnek.Akkor ébrednekcsakfel, amikor adatotakarnakkül-deni vagy fogadni,de ehhezmeg kell találniuk, hogy mikor történik a döntésimezoforgalmazása.

A megoldástakeretvégejelzésésabitbeszúrástechnikájaadja.A keretvégejelzés7 db1-esértéku bit. Azérthogyezegyértelmuenfelismerheto legyen,aCAN szabványeloírja, hogy az adatmezobenminden5 db egyforma értéku bit után be kell szúrni


eredeti

beszúrt

beszúrt bit beszúrt bit beszúrt bit

2.17.ábra.A CAN buszbitbeszúrásitechnikája

egy ellenkezo értékut, kivéve a keretvégjelzésben.A fogadócsomópontokminden5.egyformabit utánibitetautomatikusankiszedika folyamból,így azmárnemis láthatóa fentebbirétegekszámára.

Az adatkeretenkivul mégkétfélekeretküldheto a CAN buszon:

Hibát jelzo keret: ErrorFrame.Haegy vevo felismeria továbbítottüzenethibásvol-tát, (ésmivel azadóegybenvevo is legalábbo észlelnifogja ezt),akkor leadjaeztazüzenetet.Ez 6 egymásutánidominánsbit kiküldésével teszi. Ez normáladatkeretbennemfordulhatelo, így mindenrésztvevo értesülarról,hogyhibásabusz.Ha másegységis egyetértezzel,akkor mégegy hibajelzéstbeültet,végül8 recesziv bittel zárulazüzenet.Elofordulhat,hogya hibaüzenetegyetlenvevorészérol állandóanismédlodik, amikiváltjaazadóautómatikusüzenetismétlésétis. Haezazállapot30bitidoreállandósül,akkor ezavevo letiltja asajathibajel-zésekküldését(errorpassive),így lehetovétesziabusz(esetleg mégnemsérült)részénazadatforgalmazást.

Túlterheltést jelzo keret: Amenyibenvalamelyikvevo központiegységéneknemállmódjábanazérkezettadatokfeldolgozása,akkor ezzelazüzenettelmegakályoz-hatja,hogyakövetkezo,nekiszólóüzenetfelülírja aazelozolegvett,demégfel-dolgozatlant.Ehhez6 dominánsés8 recesziv bitet küld ki, dea keretekközöttiidozítésmás,mint ahibajelzésnél,ígyatöbbirésztvevomeg tudjakülönböztetni.

A fizikai kialakítás

A kétvezetékestbusztáltalábanárnyékolt vagyárnyékolatlancsavarérpáras(shielded/unshieldedtwistedpair) vezetékbol készítik.Laposkétvezetékeskábel(telefonkábel)


is használható,deeznagyobbrádiófrekvenciászavartbocsátki, ésérzékenyebbis arra.A CAN buszmuködoképesmaradszélsoségeskörülményekközöttis. A szabvány

szerintjavasolt,hogya CAN chipekképeseklegyenekforgalmazniakkor is, haa kétkábelközül az egyik elszakadvagy zárlatoslesz. Általábanolyan a CAN buszkia-lakítása,hogy ha a mindkétkábelegy pontonsérül,akkor a két különállóCAN buszmuködoképeslesz.Az ISO11898szabvány nemkorlátozzaakábelhosszat,deezfügga buszsebességétol.Az ajánlottkábelhosszaka sebességfüggvényébena következok:1000kbps- 40 m, 500kbps- 100m, 250kbps- 200m, 125kbps- 500m.

Rugalmasságésbovíthetoség

Mivel a kereteknemtartalmaznakcímeket, csakadatazonosítókat,azegészrendszerrendkívülrugalmas.A tisztánadatfogadócsomópontokmindentovábbinélkül csatla-koztathatókarendszerhez.Új jeladóval vagyfunkcióval könnyenbovítheto arendszer,dehaameglévo csomópontokonezeketazadatokatfel kívánjákhasználni,akkor azona szoftver cseréjeszükséges.A rendszerrendkívülelonyösabbanazesetben,ha egyjeladóáltalmértadatottöbb,esetleg opcionálisvezérloegységkívánjafelhasználni.Azegyszerelküldöttadatotegyszerretetszolegesszámúcsomópontvehetni.

A CAN-r eépülo magasabb szintu hálózati protokollok

A CAN buszelonyei akkor használhatókki igazán,ha az alkalmazókmegegyeznekolyandolgokbanis, amelyetazISO11898nemír elo. Egyik legfontosabbdologa kü-lönbözo azonosítókjelentése.Az ISO11898csakannyit biztosít,hogyakisebbazono-sítóval rendelkezo adatnagyobbprioritástélvez.Haa jármugyártókmegegyeznekegyállandóazonosító- adatösszerendelésben,akkor abeszállítóknagyobbdarabszámban,tehátolcsóbbantudnakeloállítanialkatrészeket,ésezekakkor is csereszabatosaklehet-nek,hamásgyártótólszármaznak.Viszontarendszereiknyitottabbak,így nehezebbentudjákbiztosítania márkaszervizeikelonyét.

A gyártók néhány ilyen eloírást létrehoztakmár. Az elsok között volt a BMWgyárCAN11 nevu rendszere,amelya 2.0A-s11 bitesazonosítókon alapult. A 11 bitösszesen2048 lehetségeskombinációtengedélyez,ami egy-egy jármuvön elegendo,deáltalánosesetbenmárkevésnekbizonyul. Ezérthoztáklétrea 2.0B-sváltozatot29bites azonosítóval, amely már több mint 536 millió kombinációtteszlehetové. Eztkihasználvaazeurópaijármugyártókegy OSEKnevu szabványondolgoznak,a USA-bana SAE pediglétrehoztaa SAE J1939-esszámú,úgynevezett"Big RedBook"-ot,azaza nagypiroskönyvet.Céljuka CAN azonosítóklogikusésegységeskiosztása.

A CAN busztnemcsaka jármutechnikában,de az iparbanis használják.Ott isalakultakki magasabbszintu protokollok, mint példáula DeviceNet.

43

3. fejezet

Villamos berendezések

44 3. FEJEZET. VILLAMOS BERENDEZÉSEK

A belsoégésu motorralüzemeltettettgépjármuvekensegédenergia forráskéntmin-denesetbenmegtalálhatóavillamosenergia.A villamosenergiátabelsoégésumotoronelhelyezettváltakozóáramúgenerátorállítja elo, dea váltakozóáramotközvetlenülagenerátorraszereltfélvezeto egyenirányítók (diódák)egyenárammáalakítjákabbólacélból,hogya fel nemhasználtenergiát azakkumulátortárolni tudja. A gépjármuvekvillamoshálózataezértegyenáramú.

Ebbena fejezetbena hagyományosvillamosrendszerelemeitismertetjük.

A mai jármuveküzemeltetésenemnélkülözhetia villamosberendezésekalkalma-zását. A zavartalanüzemeltetéselosegítéseérdekébenaz üzemelteto szemszögébolcélszeru áttekinteniazalapveto villamosberendezésekkel kapcsolatosismereteket. Azismeretekbirtokábanazüzemelteto könnyebbenbiztosithatjaa villamosberendezésekkifogástalanállapotátésigy elosegithetigépeinekfolyamatosmuködését.

A legegyszerubb villamos hálózatis áramforrásokból(akkumulátorésváltakozóáramúgenerátor)valamint fogyasztókból(indítómotor, villágitó berendezésekstb.),kapcsolókból,biztosítékbólés az ezeket összeköto elektromosvezetékekbol áll (3.1ábra).

A villamoshálózatkisfeszültségu (névleges12vagy24V-os),egyenáramúún. egy-vezetékesrendszer. Az egyvezetékesmegoldásonnanered,hogyamásikvezetékatest(a jármu teste,a motorház,a motorblokkstb.). A testa negatívésa vezetéka pozitívpolaritású(kb. 1970utángyártotttermékekesetén).Az elektronikusberendezésekbiz-tosáramellátása,valaminta lemezekkorrózióállóvédelmemiattegyregyakoribbakétvezetékbol álló rendszeralkalmazása.

3.1. Akkumulátor ok

Az akkumulátorokolyan szerkezetek,amelyeka bevezetettvillamos energiát vegyienergiáváalakítjákát ésazt hosszabbideig tárolni képesek,majd a kívánt idopilla-natbana vegyi folyamat megfordításával villamos energiát képesekszolgáltatni. Avillamos energiánakaz akkumulátorbavaló bevezetésétésvegyi energiáváalakításáttöltésnek,a vegyi energiánakvillamosenergiáváalakításátkisütésneknevezik.

Az akkumulátorfeladataazinditáshozszükségesvillamosenergiaszolgáltatásaésállandófeszültségszintbiztositásaa fogyasztók(pl. izzólámpák)müködéséhez,mi-közbenki kell egyenliteniea fogyasztásicsúcsokésaz energia fejleszto (generátor)teljesitményeközötti különbségeket.

3.1. AKKUMULÁ TOROK 45

3.1.ábra.Traktorokvillamoshálózatánakfelépítése1 generátor;2 feszültségszabályzó;3

akkumulátor;4 indítómotor;5 elogerjesztéskapcsolója;6 indítókapcsoló

3.1.1. Gépjármu akkumulátorok

A jármuvekenszintekizárólagólomakkumulátorokatalkalmaznak,aképességéheztar-tozó alacsony költségemiatt. A ma alkalmazottólomakkumulátorokkét csoportbasorolhatók,a gondozásszegény ésa gondozásmentesakkumulátorokcsoportjába.

A gondozásszegény ólomakkumulátorfelépítéséta 3.2(a)ábraszemlélteti.A gon-dozásmentesólomakkumulátorszokásoskivitelezésta 3.2(b)ábramutatjabe.

Az akkumulátorokatakülönbözo gyártókmásképpenjelölik, demindegyik feltün-teti anévlegesfeszültséget(vagyasorbakapcsoltcellákszámát),anévlegeskapacitást


ésa hidegindításiáramot.

(a)gondozásszegény: 3 elektrolit szintjele; 4közvetlen-csellaösszeköto; 6 pólushíd;7 ak-kumulátorház;8 talpszegély; 9 pozitív ésne-gatívlemezek;10muanyagszigetelolemezek

(b) gondozásmentes;1 dobozfedél;2 nega-tív kivezetéstvédofedél: 3 cellaösszeköto; 4pozitív póluskivezetés;5 a keletkezo hidro-géntésoxigéntvízzéalakítóegység;6 leme-zösszeköto; 7 akkumulátorház;8 talpszegély;9 pozitív lemezeket belso oldalon szigetelolemezek;10negatívpóluskivezetés

3.2.ábra.Gépjármu akkumulátorváltozatok

Az ólomakkumulátornévlegesfeszültségecellánként2V. A jármutechnika6 és12V-os(3 illetve 6 darabcellasorbakapcsolva egy házonbelül) akkumulátorokatalkal-maz. A nehéz,nagygépekmotorjainakindításához24 V-os feszültségethasználnak,amelyetazindításidejére2 darab12 V-osakkumulátorsorbakapcsolásával nyernek.

A kapacitás(tárolóképesség)alattazamperórában(Ah-ban)kifejezettazontöltésmennyiségetértjük, amelyetegy teljesenfeltöltött akkumulátora gyártójaáltal mega-dott kisüto áramerosségmellett ésmegadottidotartamalatt képesszolgáltatni.Ma ahúszóráskisütésiidore vonatkoztatottkapacitástadjákmeg névlegeskapacitásnakésC20(Ah)-val jelölik. Példáulegy C20= 140Ah névlegeskapacitásúakkumulátorhúszóránkeresztülképes70 A áramotszolgáltatni.A kissebbjármuveken35 – 85 Ah-s,a nagytraktorokban,a kombájnokban,rakodokbanésa tehergépkocsikban85 – 200


Ah-skapacitásúakkumulátorokathasználnak.A hidegindításiáramalattaztazáramerosségetértjük,amelyet(18

C homérsék-

leten30 s ideig képesúgy szolgáltatniazakkumulátor, hogya kapocsfeszültségenemesikanévlegesfeszültségének75%-aalá.A kisebbkapacitású(35Ah) akkumulátorokhidegindításiáramerosége150A, míg a nagyobbaké(85 Ah) 450A, a legnagyobbaké(200Ah) eléri a 550A értéket.

3.1.2. Akkumulátor üzemközbeniellenörzése

A gondozásszegény akkumulátortzavartalanmüködéseéshosszú3-4 évesélettartameléréseérdekébenrendszeresen(havonta)ellenorizni éskarbantartaniszükséges.

Az egyik leglényegesebbtennivaló a a sav szintjénekellenörzésecellánkéntésszükségeseténdesztillált(ioncserélt,MSZ 1148-81) vízzela szintbeállításaazedé-nyenjelölt mértékig.A sav szintjénekmérésehaazakkumulátoredény nemátlátszó,egyszeruenelvégezheto egy 6-8 mm átmérojü kb. 150-200mm hosszúságuüvegcsosegitségével. Ekkor máseloíráshiányábanrendszerint10-15mm magassav szintetkell beállitania lemezekfelett. Ha jelentosmennyiségu cellánként50 – 100cm3 vízpótlásárakerült sor, akkor elktromostölto készülékrekell kapcsolniaz akkumulátortéselektronokkalis fel kell tölteni.

Az akkumulátortöltési foka legegyszerubbena sav suruségénekmérésével hatá-rozhatómeg a a 3.1 táblázatalapján. A lemerültakkumulátorbanaz elektrolit (sav)hamarabbmegfagyhat, amelyazakkumulátortönkremenetelétokozza.

3.1.táblázat.A savsuruségéstöltésifok összefüggéseA cellaállapota A sav surusége

kg dm3 teljesenkimerülve 1.1431 4 -ig feltöltve 1.1901 2 -ig feltöltve 1.2303 4 -ig feltöltve 1.263teljesentöltve 1.285

A teljesenzárt gondozásmentesólomakkumulátortgyakorlatilag nem kell gon-dozni,nemkell a sav szintjétéssuruségéthavontaellenorizni, mertmuködéseközbenazelpárolgóvíz visszajuttatásárólazakkumulátorkiképzésegondoskodik. Karbantar-tástelektronokkalvaló feltöltésétaz ilyen akkumulátornakcsakakkor kell elvégezni,haa töltési rendszerhibájából,vagya gyakori motor indításinehézségmiatt lemerült


állapotbakerült. A töltésifok ennéla típusnálazegy celláraeso kapocsfeszültségmé-résével határozhatómeg,amelyheznormálárameroséggel( I = 0,1C20) kell leterhelniazakkumulátort(3.2táblázat).

3.2.táblázat.Normálárammal( I= 0,1C20) terheltakkumulátorcellafeszültségeésa feltöltötségi

fokaközötti összefüggésKapocsfeszültség FeltöltöttségifokV/cella %2,10 1001,99 901,97 801,96 701,95 601,94 501,93 401,92 301,91 201,87 101,84 51,80 0

Az akkumulátormuködoképességea használatsoráncsokken. Ha azakkumulátornehezentoltheto fel éshamarelveszítia tárolt energiát,akkor le kell cserélni.Az ere-detivelmegegyezokapacitásúéspóluskivezetésuakkumulátortcélszeru alkalmazni.Ajármuvekszámárakészult akkumulátorokháromféleformábankerülnekkereskedelmiforgalomba:

Az eloretöltött éssavazottkivitelu akkumulátorazonnalfelhasználható,ezértaján-latos ilyent vásárolni(a gondozásmentesakkumulátorkizárólagilyen), a felsavazottkivitel esetébenazakkumulátortszakmuhelybenelektronokkalfel kell töltettniéscsakezutánhasználható,

A szárazontöltöttakkumulátort(ezeknélazelektrodákelektronnalfeltöltött állapot-banvannak)kello jártasságmellettMSZ 902-nekmegfelelo vegytiszta15 oC homér-sékleten1,28kg/dm3sürüségu akkumulátorsavval kell feltölteniésezutánhasználatbavehetok.

Az akkumulátorkapacitásátaz indítómotoráramfelvételealapjánválasztjákmeg.A gyakorlatbansurun elofordul az eredetinélnagyobbkapacitásúakkumulátoralkal-


mazása,haaza jármubenméreténélfogvaelhelyezheto. Ebbenazesetbena generátortúlterhelodhet,mert a lemerult nagyobbakkumulátortnagyobbárammalkell tolteni.Ha a generátornemtudjaa szükségesnagyobbtölto áramotbiztositani,akkor esetlegnemis tudjaa nagyobbakkumulátortteljesenfeltolteni. A nagyobbkapacitácúakku-mulátor is lemerülhet,mert a nagyobbakkumulátorbóltöbb energiát veszel a motorindításaésazértis mertgyakrantobbetéshosszabbideig onindítózunkvele.

Ha viszont az eredetinélkisebbkapacitásúracserélikki az akkumulátort,akkora generátortúltoltheti azt és emiatt idoelott károsodhataz akkumulátor. A hálozatfeszultségeis magasabbszintu lesz igy a fogyasztóknagyobbvillamos teljesitménytvesznekfel ésjobbanterhelikagenerátort.

A végkivezetokpolaritásánakismeretemindazakkumulátornakajármubevalóbe-szerelésekor, mindatölto készülékhezkapcsolásakor igenfontos.A helytelenpolaritásalkalmazásakor károkkeletkezhetneka gépkocsivillamos-éselektronikusberendezé-seiben,valamintaz akkumulátortöltobenésmagábanaz akkumulátorbanis. A vég-kivezetok leggyakoribbkialakításánála pozitiv kivezetésa vastagabb,tehátalakilagisfelismerheto kivezetésekpolaritása.

Az ólomakkumulátorokfejlesztésesemfejezodöttbe.A gondozásmentesólomak-kumulátorokújabbgenerációjábannemcseppfolyóselektrolitetalkalmaznak,hanemgéljellegut. Ezekbol sérüléseseténnemfolyik ki a sav ésaz önkisülésre(kapacitásvesztésre)kevésbéérzékenyek, indító árameroségenagyobb,élettartalmukjóval ma-gasabba mahasználatosakkumulátorokénál.


3.2. Váltakozóáramú generátor

A jármumotormuködéseeseténmechanikaimunkarovásáraforgóáramfejlesztovel le-het villamos energiát eloállítani. Az autótechnikáhozhasonlóana traktortechnikaiskezdetbenegyenáramúdinamókatalkalmazott. A félvezeto diódák megjelenésévelmegbízhatóegyenirányítókatlehetettépíteniésígy lehetoségnyílt a váltakozóáramúgenerátorokalkalmazására.Az 1960-asévektol kétévtizedalattfokozatosankiszorul-takazegyenáramúdinamókésáltalánossávált aháromfázisúváltakozóáramúgenerá-torokhasználata.

(a) Körmöspólusúgenerátor1 csúszógyurufedél; 2 tartó és hoelvezeto lemez; 3 telje-sitménydióda;4 gerjesztodióda;5 feszültség-szabályozóIC éstranzisztor;6állórészháromfázisútekerccsel;7 körmöspólusúforgórész;8 ventilátor;9 ékszíjtárcsa;10hajtásoldali fe-dél

(b) elektromoskapcsolásirajza 1 gerjeszto-tekercs;2 állórésztekercselés;3 gerjesztodió-dák;4 teljesitménydiódák;5 feszultségszabá-lyozó; 6 akkumulátor;7 fogyasztók

3.3.ábra.Generátorfelépítéseéskapcsolásirajza

A váltakozóáramúgenerátorleggyakoribbún. körmöspólusúforgórésszelrendel-kezo típusánakszerkezetikialakításáta 3.3(a)ábramutatja.

A kompaktkialakításannyiban tér el a hagyományos kialakítástól,hogy tömö-rebbfelépítéseellenérejobba hutése,nagyobbelektromostúlterheléstképeselviselni,meghibásodáseseténkönnyebbencserélhetok az egyenirányító diódák és a feszült-ségszabályozóegység. Az elektromosfelépítésmindkét típusnálmegegyezikésazta 3.3(b)ábramutatja.Az alkalmazottgenerátoroka háromfázisúszinkrongenerátorokcsaládjábatartoznakésa motorfotengelyérol ékszíjhajtássalforgatják.A generátorok

3.2. VÁLTAKOZÓÁRAMÚ GENERÁTOR 51

fordultszámamagasabba motor fordulatszámánál,a gyorsitóáttételtraktoroknál,te-hergépjármunélaz5-ösértéket is elérheti.A váltakozóáramúgenerátorterhelhetoségea fordulatszámánakfüggvényébenváltozik (3.4ábra).

A generátorforgórészénhelyezkedik el az

3.4.ábra.A váltakozóáramúgenerátor

terhelhetoségea fordulatszámánakfüggvényében

egyenáramúgerjesztotekercs,az állórészenpe-dig a háromfázisútekercselésirendszer, ahol avillamos (teljesítmény) áramindukálódik. Mi-vel a jármu villamos hálózataaz akkumulátormiatt egyenáramú,ezért az indukált háromfá-zisúáramotegyenirányítanikell.

A gerjeszto tekercsabelsoégésu motorindí-tásaelott azakkumulátorbólkapáramot.A ge-nerátorfordulatszámánaknövekedésével az in-dukáltfeszültségnovekszik( azindukáltfeszült-ségelso megközelítésbena fordulatszámés agerjeszto áramszorzatánakfüggvénye). Ha agenerátorkello fordulatszámmalforog ésazin-

dukált feszültségnagyobbazakkumulátorkapocsfeszültségénél,akkor azegyutashá-romfázisúegyenirányítástvégzo háromdarabgerjesztodiódárólkapa gerjesztotekercsáramot.

A generátorindujált feszültségétszabályoznikell, példáula 12V-os villamos há-lózat feszültségenem növekedhet14.4 - 14.8V érték fölé az akkumulátorés a fo-gyasztóktönkremenetelénekveszélyenélkül. A feszültségszabályozásáta gerjeszto-áramvezérlésével azúgynevezettfeszültségszabályozóvégzi.A feszültségszabályozókezdetbenelektromechanikusszerkezetvolt, maintegrált áramkörrel(IC-vel) vezéreltteljesítmény-tranzisztorvégziel ezta feladatot.A kívánt feszültségértékfelett az IColyanfeszültségetadatranzisztornak,hogyazlezár. Ezannakfelel meg, mint haaDFésD közötti összekötettetésmegszakadtvolna,tehátazindukáltfeszültségcsökken.Acsökkeno feszültségetérzékeli az IC ésadottértéknélúgy vezérlia tranzisztort,hogyvezessen,teháta gerjesztotekercsújra áramotkap, ésa generátorfeszültségenovek-szik. A ki-be kapcsolásmásodpercenkent50 – 300-szorjátszódikle. Ennekhatásáraakialakult gerjesztoáramátlagértékeolyannagyságúlesz,hogya generátorfeszültsége14,8V mértéku lesz,ezzelaz akkumulátortöltésétel tudja látni. A mai korszerüfe-szültségszabályozókatnemkell ésnemis lehetutólagállitani, esetlegesmeghibásodáseseténcserélniszükséges.

A villamosfogyasztókteljesítményénekösszegzéseésazakkumulátorkapacitásá-nakfigyelembevételével választjákmeg a generátornévlegesvillamosteljesítményét.

A generátornemigényel gondozástéskarbantartást,élettartamaa jármu belsoé-gésu motorjával megegyezik. Vigyázni csupánarrakell, hogy a generátorhozcsatla-


kozóvezetékekkifogástalanállapotbanlegyenek.A vezetékeknélhaérintkezésiprob-léma,vagyidoszakosszakadáslépfel, akkor a létrejövo önindukciósfeszültségértéke,amelyrövid ideig akár100-200volt értéküis lehettönkretehetiazegyenirányitó di-odákatésa feszültségszabályzóelektronikusalkatrészeit.Ugyanezértnemszabadagenerátormüködéséta vezetékérintkezésénekmegszakitásával az úgynevezettszik-rásztatássalellenörizni.

A generátorthajtóékszíjállapotalegyenkifogástalanésfeszességétrendszeresenellenöriznikell. A ékszíjfeszességétolyanmértéküreszükségesbeállitani,hogya szíjnecsúszon,a túlzottmegfeszítésagenerátorcsapágyazásátindokolatlanulterheli.

3.3. Indítómotor ok

A jármuvek belsoégésu motorjaitmamárszintekizárólagosanakkumulátorróltápláltvillamos indítómotorralindítják. Az indítómotoridoszakosanforgatjaa motor foten-gelyéta lendkerékfogaskoszorújáhozkapcsolódófogaskerékkel egy speciálisankiala-kított tengelykapcsolónkeresztül.

Az indítómotorokvillamosteljesítményeaDiesel-motornévlegesteljesítményének6-12%-a.A belsoégésumotortindításkorolyanfordulatszámrakell felgyorsítani,hogyazégésazégéstérbenmeginduljon.

Az induláshozszükségesminimális

3.5.ábra.Az indítómotorjelleggörbéin

fordulatszám;M forgatónyomaték;Pmechanikaiteljesítmény; U akkumulátor

kapocsfeszültsége

fotengelyfordulatszámnégyütemu Die-sel-motornál100– 150fordulatpercen-ként,négyütemuOtto-motornál80–100fordulat percenként.Az indítómotorokfoáramköru egyenáramúmotorokéski-alakításukszerintlehetnek:csúszóarma-túrásúak,csúszófogaskerekesek,kétfo-kozatúcsúszókerekesekésmenetesten-gelyesek.

A leggyakrabbanalkalmazottindító-motorok felépítéséta 3.6(a)ésa 3.6(b)ábrákszemléltetik.

A foáramköru indítómotornaka fel-vett árameroséggelarányosanno a nyo-matékaésafordulatszámapedigarányo-

sancsökken,A teljesítményénekmaximumaarövidzárási(n=0)áramértékfelénélvan,denagyságaazakkumulátorkapacitásánakfüggvénye(3.5ábra).Kis kapacitású,vagylemerültakkumulátorralelofordulhat,hogyazindításnemhajthatóvégre,mertazak-

3.3. INDÍTÓMOTOROK 53

kumulátorkapocsfeszültségeannyira lecsökken indításkor, hogya belsoégésu motortnemtudjakello fordulatszámrahozniazindítómotor.

A belsoégésu motor beindulásaután az indítómotorralvaló kapcsolatátazonnalmeg kell szüntetnia túlpörgetésbol eredo károsodáselkerüléseérdekében.Ebbol acélbólazindítómotorfogaskerekénektengelyéta forgórésztengelyével szabadonfutó,vagylemezestengelykapcsolóköti össze,hogya visszahajtáselkerülheto legyen.

(a) csúszóarmaturás:1 fogaskerék; 2 motor-ház;3 gerjesztotekercs;4 visszahúzórugó;5kefetartó;6 szénkefe;7keferugó;8kioldótár-csa;9 kollektor; 10 zárókilincs;11 mágnes-kapcsoló;12 zárófedél;13 csatlakozó- csa-var; 14 forgórész;15 pólusvas; 16 lemezestengelykapcsoló

(b) csúszófogaskerekes: indítómotor felépí-tése1 fogaskerék;2 meneteshüvely; 3 féke-zotárcsa;4 rugó; 5 kapcsoló-kar; 6 vissza-állitó rugó; 7 tartótekercs; 8 behúzótekercs;9 érintkezo; 10 csatlakozócsavar; 11 érintke-zohíd; 12 pajzs; 13 keferugó; 14 kollektor;15 szénkefe; 16 ház; 17 pólusvas; 18 forgó-rész;19 gerjesztotekercs;20vezetogyuru; 21ütközo; 22 görgos szabadon-futó; 23 nagymenetemelkedésu tengelyrész

3.6.ábra.A csúszóarmaturásésa mágneskapcsolóval muködtetettcsúszófogaskerekes

indítómotorszerkezetifelépítése

Az indítómotoráramfelvételenagy(150-600amper),amelynekvezetéséheznagyátmérojü (10 20mm2) vezetékszükséges.Célszeruségiokból a muszerfalról egy kisáramfelvételu elektromágneseskapcsolótmuködtetnekazindítómotorfoáramkörénekbekapcsolására,amelyegyestípusoknála fogaskerékmozgatásátis ellátja.

Az indítómotorokáltalában12 voltos feszültséggelüzemeltethetok. Az igennagy


teljesitményu mezogazdaságiero- ésmunkagépekbelsoégésu motorjaihoz24 voltosinditómotorokatalkalmaznak.Az indításidejérekét12voltosakkumulátortsorbakap-csolazúgynevezettsor-párhuzamkapcsoló.A 3.7. ábránpéldaképpena Zetor-16 045típusjelzésu traktorindító rendszerénekkapcsolásivázlatalátható.

3.7.ábra.A Zetor16 045típusjelzésu traktorindítórendszerénekkapcsolásivázlata1 központikapcsoló;2 akkumulátor-testkapcsoló;3indítókapcsoló;4 sor-párhuzamkapcsoló;5

üzemmódkapcsoló;6 akkumulátorok;7 indítómotor;8 hutovíz-elocirkuláltatószivattyúkapcsolója;9 hutovíz-elomelegíto kapcsolója;10generátor;11amperméro

Az indítómotorokatrövid muködtetésiidotartamrakészítik.A hosszabb,folyama-tosindítozáshatásárakárosanfelmelegedhetnek.Ezértcélszeru egy hosszúidotartamúindításhelyettaz indításimuveletetinkábbtöbbször, rövidebb(4-6 másodperc)ideigvégezni.

3.3. INDÍTÓMOTOROK 55

A normálishasználatsoránazindítómotorinkábbmechanikusanmegy tönkre,mintvillamosokból. Az indítómotorokkarbantartásátazerogép1000-2000uzemórásmu-ködéseutáncélszeru elvégezni,amelya kitisztításra,a csapágyakésa kenoanyagotigénylo részekutánzsírzására,azelkopottszénkefék(bronzkefék)kicserélésére,illetveazelektromoskivezetésekésérintkezok állapotánakfelülvizsgálatára,felújitásárakor-látozódik.

Az indítómotornálkülönösenfontosa kábelekkifogástalanérintkezése.Az indí-tómotorésa belsoégésu motor ún. testkapcsolatánakis kifogástalannakkell lennie,ezértellenorizni szükségesazakkumulátornegatívkivezetésétésa belsoégésu motortösszeköto vastagkábelállapotát,érintkezésikapcsolatátis.

3.8.ábra.A permanesmágnesu indítómotorelvi felépitéseéskapcsolásivázlata1 fogaskerék;2

lendkerékfogaskoszorú;3 görgosszabadonfutó;4 kapcsolókar;5 bolygómu; 6permanensmágnes;7 forgórész;8 kommutátorszénkefével; 9 behuzó

mágneskapcsoló;10 indító- kapcsoló;11 akkumulátor


Az 1980-asévektol egyesjapánjármugyártókpermanensmágnesu indítómotortal-kalmaznaktermékeikben.Ezeknélazindítómotoroknál(3.8ábra)azállórésztekercsekhelyettigenerospermanensmágneseketalkalmaznak.A magasforgórészfordulatszá-mot (10000-180001/min) egy bolygómuvesreduktorralcsökkentik. Az ilyen indító-motorokelonyea nagyobbélettartam,a kisebbméretéstömegentúl az,hogyjelento-senkisebbazáramfelvételeazazonosteljesítményu foáramköru motorhozképest,ígykisebbkapacitásúésméretu akkumulátortlehethozzáhasználni.Hátrányuk az igenmagasárésaz,hogyezeketapermanensmágnesu indítómotorokatnemlehetjavítani.

A dizelmotoroktéli hidegindításaproblémátvet fel még akkor is, ha megfelelotéli gázolajatalkalmazazüzemelteto, ezértindítástelosegíto berendezésekhasználataterjedtel.

3.4. Dízelmotor indítását elosegíto berendezések

A Diesel-motorokindításátelosegito berendezésekis túlnyomótöbbségükbenelektro-mosrendszeruek.

Az ún. osztottégésteru (kamrás)Diesel-motorokkamrájábanlévo levego elomele-gítéséreizzítógyertyákatalkalmaznak.A régebbitípusúizzítógyertyák2-3 mm átmé-roju izzószálaközvetlenülazégéstérbe,elokamrábanyúlt be(3.10(a)ábra).

Az ilyen izzítógyertyákohmosellenállásakicsi, e-

3.9.ábra.A rúd alakúizzítógyertya

szerkezetifelépítése1szorítóanyaa

vezetékcsatlakozáshoz;2menetescsatlakozó;3 ház;

4 szigetelo; 5 kerámiaszigeteloanyagbaágyazott

futoszál;6védoköpeny

zértezeket a gyertyákatsorbakötvealkalmazzákéshaegy meghibásodik,a többi semmuködik. Az egy gyer-tárajutó feszültségnek1,7 volt körül kell lennie,ezért12 voltoshálózatifeszültségnélhathengerszámnálke-vesebbesetbenelotét-ellenállástkell használni.Az iz-zítógyertyákegyenként50...70W teljesítményuek, az1000

Ckörüli felmelegedéséhez40...80másodpercre

vanszükség.A korszerubbrúdalakúizzítógyertyákvédoköpeny-

behelyezettfutoszálavékonyabbellenálláshuzalbólké-szül12vagy24voltosnévlegesfeszültségre(3.9ábra).A gyertyákpárhuzamosanvannakkapcsolva (3.10(b)ábra)éselektronikusvezérléserévénigengyorsan2-5másodpercalatt melegszik fel 1000-1200

C-ra. Be-

kapcsoláskor 80-100amperesáramotveszfel egy gyertyaésfelmelegedésekor ez azárameroség40-50amperrecsökken, miközbenaz üzemihomérsékleteközel állandóértékenmarad.Az indításikészségeta J jelzolámpakialvásajelzi ésa motorbeindu-lásautána bemelegedésiido alatt is utánizzítástbiztosíta rendszer, elosegítve ezzela

3.4. DÍZELMOTORINDÍTÁSÁT ELOSEGÍTO BERENDEZÉSEK 57

hideg motoregyenletesebbjárását,a kipufogógázkoromtartalmánakcsökkenését.

(a) Régebbitípusú: 1 izzító-indítókapcsoló;2 jelzo izzószál;3 elotét-ellenállás; 4 izzító-gyertyák;5 elokamra;6 dugattyú

(b) Elektronikusvezérlésu: Mi indítómotor;Jjelzolámpa;1 háromállásúkapcsoló(kikap-csolt, egyesítettizzító- és menetállás,indí-tási helyzetek); 2 kapcsoló-jelfogó; 3 rúdalakú izzítógyertyák;4 hutovíz homérsékle-térzékelo

3.10.ábra.Régebbitípusúéselektronikusvezérlésu izzítógyertyákbekötésivázlata

A közvetlenbefecskendezésu Diesel-motoroknálaz égéstérkialakításanemteszilehetové izzítógyertyákalkalmazását.Ezeknéla motoroknála szivócsobeelhelyezettnagyteljesitményu (600...800W) futobetétekkel melegítik elo a beszívott levegot. ABERU cégolyan szívócsobeelhelyezheto teljesenautomatikusberendezéstis gyárt,ahol az izzógyertyáhozhasonlóforró felületre gázolajatjutatt, amely meggyulladvaigen gyorssáteszia motorbajutó levego felmelegedését.A berendezésmuködéseahófehérkipufogógázkibocsájtásrólismerheto fel. Az ilyen berendezésutólagis fel-szerelheto a télenis üzemelo traktorra.

A Diesel-motorokindításatélensemjelenthetgondot,haaz indítástelosegíto be-rendezéskifogástalanállapotbanmuködik,ezértindításinehézségeseténezekellenor-zésétésszükségesjavításátis el kell végeztetniszakmuhelyben.


3.5. Világító- ésfényjelzo berendezések

A közútonközlekedo gépjármuvekenalkalmazottvillamosberendezésekjelentoshá-nyadátképezika különbözo célú ésrendeltetésu világító- ésfényjelzo berendezések.Ezekalapvetoenkettosfeladatotlátnakel. Egyrésztéjszaka,valamintkorlátozottlátásiviszonyokközött(szürkületben,ködben)avezetoszámáramegvilágítjákazútszakaszt.Másrésztazt célozzák,hogy a közlekedéstöbbi résztvevoje gépjármuvünket észlel-hesse,ill. avezeto bizonyoscselekedeteirol (pl. fékezés),vagycselekvésiszándékáról(pl. irányjelzés)másokatinformáljon.

3.5.1. Hatóságielöírások

A közlekedésbiztonságijelentoségükfolytán nemzetköziegyezményekenalapulóren-deletekírják elo, hogyagépjármuveket(természetesenideértveamezogazdaságitrak-torokatéslassújármuveket is ) milyen világító- ésfényjelzo berendezésekkel kell, ill.lehetellátni. Hazánkbana közúti jármuvek forgalombahelyezésénekésforgalombantartásánakmuszakifeltételeirol szóló6/1990.(IV.12.) KÖHÉMrendeletbenfoglaltakatkell teljesíteni.

A hazaieloírásoknakmegfeleloena gépkocsikrakötelezoeneloírt világító beren-dezéseketazalábbiakbanfoglaljuk össze.

Távolságifényszóró :

darabszáma : 2 vagy4

szine : fehérvagykadmium-sárga

teljesítményfelvétel : 35 - 75 W

elhelyezése: ajármu elejénnemlehetkijjebb mint atompítottfényszórókkülsoszéle

sajátosságok: jármu elott 100m-reamegvilágítás1 luxnálkevesebbnemlehet

Tompított fényszóró :

darabszáma : 2



elhelyezése: széleia jármu szélso ponjától0,4 m-nél távolabbésegymáshozképesta belso szélei0,6 m-nél közelebbnem lehetnek,az alsó széleazúttestszintjéhezképest0,5m-nélközelebb,felso széle1,2m-nélmagasab-bannemlehet

3.5. VILÁ GÍTÓ- ÉSFÉNYJELZO BERENDEZÉSEK 59

sajátosságok: aszimmetrikuskivitelu 40 m-revilágít, de25 m-rena megvilá-gítás0,7 luxnál többnemlehet

Rendszámtáblamegvilágítás :

darabszáma : 1 (2)

szine : fehér

teljesítményfelvétel : 5-12,5W

elhelyezése: a hátsórendszámtáblánál

sajátosságok: a rendszám20 m távol-ságbólolvashatólegyen, de hátrafeléközvetlenülfényt nembocsájthatki

Belso világítás :

darabszáma : 1 v. több



elhelyezése: vezetofülkében,ill. utastérben

Helyzetjelzo lámpák :

darabszáma : 2 elso, 2 vagy4 hátsó

szine : fehérvagykadmiumsárga,ahátsókcsakpirosaklehetnek

teljesítményfelvétel : elso 5, hátsó5-12,5

elhelyezése: széleia jármu szélso pont-tól 0,4 m-nél távolabbésegy-máshozképesta belso szélei0,6 m-nél közelebbnem lehetnek,az alsó széleazúttestszintjéhezképest0,35m-nél közelebb,felso széle1,5 m-nélmaga-sabbannemlehet

sajátosságok: 300m távolságbólészlelhetonekkell lennie

Irányjelz o lámpák :

darabszáma : 2 elol, 2 hátul,(ill. oldalanként+1-1)

szine : csakborostyán-sárga

teljesítményfelvétel : 21 W

elhelyezése: mint a helyzetjelzonél, és 6 m-nél hosszabbjármunél az oldal-irányjelzok alsószéle0,5m-nélközelebb,felso széle1,5(2,3)m-néltávo-labbazúttestszintjétol nemlehet


sajátosságok: nappal50 m, sötétbenelol 75 m, hátul300m-rol felismerhetoklegye-nek,azazonosoldalonlevoknekazonosfázisbankell villognia (90(301/min)

Féklámpák :

darabszáma : 2 hátul(+1 hátulmagasanközépen)

szine : csakpiros

teljesítményfelvétel : 21W

elhelyezése: jármu szélso pontjától0,4m-néltávolabbésegymás-hozképestabelso szélei0,6 (0,4)m-nélközelebbnemlehetnek,azalsószéleazúttestszintjéhezképest0,35m-nél közelebb,felso széle1,5 (2,1) m-nél maga-sabbannemlehet

sajátosságok: 300m-rol felismerhetok legyenek,muködjön0,5m/s2lassúlás-tól

Visszajelzo lámpák : Jelzika vezeto számáraa következo lámpákbekapcsoltállapo-tát

szine :

funckió szintávolságifényszóró kékhelyzetjelzok borostyánsárgahátsóködlámpa boros-tyánsárgairányjelzok villogó zöldelakadásjelzök villogó pirosmunkahelymegvilágító kéknemlehetmegkülönbözteto kékfigyelmezteto borostyánsárga

teljesítményfelvétel : 1,2- 5 W

elhelyezése: muszerfalon

A mezogazdaságivontatókraésa lassújármuvekrefelszereltvilágítóberendezésekkismértékbeneltérnekagépkocsikonalkalmazottaktól.A mezogazdaságivontatóraéslassújármurekötelezoeneloírt világító berendezéseketalábbitáblázatfoglalja össze.

Tompított fényszóró :


darabszáma : 2



elhelyezése: széleia jármu szélso ponjától0,4 m-nél távolabbésegymáshozképesta belso szélei0,6 m-nél közelebbnem lehetnek,az alsó széleazúttestszintjéhezképest0,5m-nélközelebb,felso széle1,5m-nélmagasab-bannemlehet

sajátosságok: aszimmetrikuskivitelu, 30 m-revilágít, de25 m-rena megvilá-gítás0,7 luxnál többnemlehet

Rendszámtáblamegvilágítás :

darabszáma : 1 (2)

szine : fehér


elhelyezése: a hátsórendszámtáblánál

sajátosságok: a rendszám20 m távol-ságbólolvashatólegyen, de hátrafeléközvetlenülfényt nembocsájthatki

Belso világitás :

darabszáma : 1 vagytöbb



elhelyezése: vezetofülkében

Helyzetjelzo lámpák :

darabszáma : 2 elso, 2 vagy4 hátsó

szine : fehérvagykadmium-sárga,a hátsókcsakpirosaklehet-nek

teljesítményfelvétel : elso 5, hátsó5-12,5

elhelyezése: széleia jármu szélso pont-tól 0,4 m-nél távolabbésegy-máshozképesta belso szélei0,5 m-nél közelebbnem lehetnek,az alsó széleazúttestszintjéhezképest0,35 m-nél közelebb,felso széle1,9 (2,1) m-nélmagasabbannemlehet

sajátosságok: 300m távolságbólészlelhetonekkell lennie


Irányjelz o lámpák :

darabszáma : 2 elol 2 hátul,(ill. oldalanként+1-1)Csakborostyán-sárga

szine : csakborostyán-sárga


elhelyezése: Mint a helyzetjelzonél és 6 m-nél hosszabbjármunél az oldal-irányjelzok alsószéle0,5m-nélközelebb,felso széle1,9(2,1)m-néltávo-labbazúttestszinjétol nemlehet.A 4,6m-nélnemhosszabbés1,6m-nélnemszélesebbjármunéla hátsólámpákegy lámpatestbenegyesíthetok

sajátosságok: nappal50 m, sötétbenelol 75 m, hátul300m-rol felismerhetoklegye-nek,azazonosoldalonlevoknekazonosfázisbankell villognia (90 -301/min)

Féklámpák :

darabszáma :2 hátul(lassújármurenemkötelezo)

szine : csakpiros


elhelyezése: jármu szélso ponjától0,4 m-nél távolabbésegymás-hozképestabelso szélei0,5 (0,4)m-nélközelebbnemlehetnek,azalsószéleazúttestszintjéhezképest0,35m-nél közelebb,felso széle1,9 (2,1) m-nél maga-sabbannemlehet

sajátosságok: 300m-rol felismerhetok legyenek,muködjön0,5m/s2lassulás-tól

Visszajelzo lámpák : Jelzika vezeto számáraa következo lámpákbekapcsoltállapo-tát

szine :

funckió szintávolságifényszóró kékhelyzetjelzok borostyánsárgahátsóködlámpa boros-tyánsárgairányjelzok villogó zöldelakadásjelzök villogó pirosmunkahelymegvilágító kéknemlehetmegkülönbözteto kékfigyelmezteto borostyánsárga


teljesítményfelvétel : 1,2- 5 W

elhelyezése: muszerfalon

A gépkocsikrafel szabadszerelniazeloírásoknakmegfeleloentovábbivilágítóbe-rendezéseket is. A leggyakoribb kiegészíto világító berendezések:a ködfényszórók,hátramenetilámpa,várakozástjelzo lámpák,hátsóhelyzetjelzo ködlámpa,jármu mé-retétjelzo lámpák,tájékoztatólámpák(pl. taxi szótmutató)ésamunkahelyetmegvilá-gítólámpák.A mezogazdaságivontatóra,traktorrais felszerelheto távolságifényszóró,elhelyezésérea tompítottfényszóróraeloírtakatkell betartani.

Mindengépkocsintovábbivilágító lámpákis vannak,amelyekfényea jármu hasz-nálatasoránkívülrol nem láthatók(csomagtér, motortér, kesztyutartó megvilágítás,szerelolámpastb.).

A hatóságieloírása világító berendezésekelektromoskapcsolására(együttmukö-désükre)is teszmegkötéseket,a leglényegesebbekakövetkezokbenfoglalhatókössze.

A távolságifényszóróelektromoskapcsolásánakolyannakkell lennie,hogyafény-szórócsaka helyzetjelzo lámpákkalegyütt, illetve akkor legyenbekapcsolható,ha ahelyzetjelzo lámpákatbekapcsolták.Az úgynevezett”fénykürt- fényjelzés” céljábólolyan kapcsolásis alkalmazható,amelynéla távolsági fényszórómindenmásvilá-gító berendezéstol függetlenülis muködtetheto, a kapcsolómuködtetésénekidotarta-mára,dee kapcsolóelengedésekor a távolságifényszórónakki kell aludnia.

A tompítottfényszóróis csaka helyzetjelzo lámpákkalegyütt világíthat. A távol-sági fényszóróróla tompított fényszóróravaló átkapcsoláskor a távolságifényszóróknemvilágíthatnak,kivévea„fénykürt” alkalmazásánaklehetoségét.

A ködfényszóróésahátsóhelyzetjelzo ködlámpaelektromoskapcsolásánakolyan-nakkell lennie,hogycsakkülön kapcsolóval a helyzetjelzo lámpákbekapcsoltállapo-tábanlegyenbekapcsolható.

A hátramenetilámpacsakakkor világíthat,haa gyújtáskapcsolóésa hátramenetisebességfokozatbekapcsoltállapotbanvan.

A rendszámtáblátmegvilágítólámpa( külön kapcsolásnélkül) a helyzetjelzo lám-pákkalegyüttvilágítson.A helyzetjelzo lámpákamotorálló helyzetébenis bekapcsol-hatóklegyenek.

3.5.2. A gépkocsik fényforrásai

A hagyományosvolfrámszálasizzólámpákmégma is a gépjármuvek világító beren-dezéseinektöbbségébenfényforráskéntmegtalálhatók.A volfrám izzószála villamosáramhatásárafelizzik, homérséklete2000K érel. A felvettvillamosenergiatúlnyomórésze(kb. 95%-a)hové,éscsak5%-aalakul fényenergiává. A jármulámpáka villa-moshálózatnakmegfeleloen(6), 12 és24 V névlegesfeszültségrekészülnek.Mivel a


jármu üzemifeszültségelegtöbbszörnagyobba névlegesnél,ezérta jármulámpákata”vizsgálati értékekkel” jellemzik, amelyeket a szabványoknak(ECE,DIN) megfelelovizsgálatifeszültségen( 6,75,13,5és27V) mérnek.A hagyományosizzólámpáknálavizsgálatifeszültségmellettiélettartamotésfényerosséget100%-naktekintvea3.11(a)ábraszemléltetia feszültségváltozáshatásárabekövetkezo változásokat.Az élettarta-mot,amelynemtúl nagy(100– 200üzemóra)az5%-osfeszültségnövekedésa felérecsökkenti. A jármulámpákegy részecélszeruségiokokból két izzószálas(kétfonatú)kivitelbenkészül.Ilyenekafényszóró(duólux,biólux) lámpák(3.11(b)ábra),valamintazegységesítettfék- éshátsóhelyzetjelzo lámpák.

(a)Az izzólámpaélettartamánakésfényeros-ségénekváltozásaa lámpárajutó feszültségfüggvényében

(b) A hagyományoskétfonatú,aszimmetrikusfényszórólámpaszerkezete:a, nézetikép; 1,a távolságifény izzószála2) a tompítottfényizzószála;b) a távolsági fény és az aszim-metrikustompítottfény izzószálakinagyítva

3.11.ábra.Az izzólámpaélettartamaésszerkezete

A jármuvilágításterénazelso igazánnagylépéstahalogénizzómegjelenése(1974-tol) ésa hozzákialakítotthalogénfényszórójelentette.

A halogénizzókgáztöltetehalogénadalékkéntlegtöbbszörcsekélymennyiségu jó-dot tartalmaz.A kísérletekbebizonyították,hogyaz izzószálbólkilépo volfrámionokazizzó üvegburájánakközelébentalálhatójódgozzelvolfrám-jodidotalkotnak.A vol-frám-jodidbólamagashomérsékletu izzószálrakicsapodik,vagyis„visszatér”azelpá-


rolgott volfrám,miközbena jód felszabadulésaciklus folyamatosanismétlodik.Ez a kémiai folyamatteszilehetové,hogyaz izzószálatlényegesenmagasabbho-

mérsékletreemeljük(3200K), anélkül,hogygyorsszálelfogyásrólésezzelélettarta-mának(200– 800üzemóra)csökkenésétol kellenetartani.

A buraüveget(tekintettela magashomérsékletre)kvarcüvegbol készítik. Az izzócserénélzsírmentesállapototkell biztosítani,nehogya zsírosujjlenyomatunkörökreráégjena kicseréltizzó kvarcüvegére,amelymegakadályoznáa teljesfényáramérvé-nyesülését.

3.12.ábra.Halogénfényszórólámpák

A leggyakoribbhalogénlámpákata H4 (kétfonatú,táv ésaszimmetrikustompítottfényhez),H1, H2, H3 (egyfonatú,távfényszóróhozésködlámpához)ésH7 (preciziósegyfonatú,távfényszóróhoz)típusokata3.12ábraszemlélteti.

A gáztöltésu ívlámpák(axenonfényforrások)a ‘80-asévekvégefeléjármuvekbenis megjelentek.

A xenonfényforrás felépítéseés muködéseröviden a következokbenfoglalhatóössze.A légmentesenlezártkvarcüvegbol készültcso kételektródáttartalmaz,melyekvégeiegymástól4,2 - 4,3 mm-revannak. Ez az adatmegegyezikaz izzószálaségokvolfrámszálánakhosszával. A lámpatöltésenemesgázból(xenon)ésfémhalogenidek-bol (higany, nátriumstb.) áll ésezekbiztosítják,hogy a fény spektrumösszetevoi anappalifényétközelítsék.A xenonlámpafényétkékesfehérneklátjuk.

A kételektródáramegfelelonagyságúésfrekvenciájúfeszültségforrástkapcsolunk,akkorköztükívfény jön létre,melynekhomérsékleteakára10000K értéketis elérheti.Ezértaxenonfényforrásnakafénykiaknázása(75lumen/W)háromszorosaazizzólám-páénak(25 lumen/W).Az ívfény begyújtásáhozkb. 10 kV-osfeszültségszükségesés


3.3.táblázat.A D1 jelzésu xenonlámpanéhány adataJellemzok megnevezése ÉrtékekElektronikusvezérlo - kapcsolótápfeszültsége 11 - 16 VLámpagyújtó feszültsége 10 - 12 kVLámpaüzemifeszültsége 85Vef f

Üzemifeszültségfrekvenciája 8 - 12 kHzÁtmeneti(gyújtási)állapot 23 Aef f

Üzemiáramfelvétel 0,3- 0,6Aef f

Átmenetiállapotteljesitményigénye 70 - 90 WÜzemiteljesitményfelvétel 35 W

áramszabályozássalnövelt árameroségmellettelérheto a 2 s-nálrövidebbgyújtásiido(azútcaixenonlámpákgyújtásideje3-5perc).Az ívfény fenntartásához8-12kHz frek-venciájúés85-95Ve f f feszültségis elegendo. A maiharmadikgenerációselektronikusegységnélmár közösházbaépítik a kapcsoló-vezérlo, a gyújtó ésa nagyfeszültségeteloállító részt.

Az EUREKA programkeretébenjármuvekhezkifejlesztettxenonfényforrásokje-löléseD1 (adataita 3.3 táblázatismerteti)ésD2R, D2S(UV redukáltváltozatok).AH7 jelzésu egyfonatúhalogénfényszórólámpa(teljesítmény felvétele58 W) 1500lmfényáramotállít elo, addigaxenonlámpákközülaD1 jelölésu 2600lm, aD2Rjelölésu2800lm ésa D2S típusmár 3200lm fényáramotképesekcsupán35 W teljesítményfelvételmellettkibocsájtani.A xenonlámpákélettartamakb 10000(!) üzemóra,amelya jármu átlagosélettartamátis meghaladja,cseréjérenincsszükség.

3.5.3. A gépjármuvek fényszórói

A fényszórókagépjármuveklegfontosabbvilágítóberendezései,ezérthatóságiren-deletszabályozzamuszakiésüzemeltetésifeltételeit (6/1990.(IV. 12.) KÖHÉM ren-delet). A fényszóróháromfo részbol áll: a fényforrásból,a fényszórótükörbol ésafényszóróüvegbol. A hagyományos fényszórótüköracéllemezbol vagy muanyagbólkészült forgásparaboloidalakú test, amelynekbelso felülete vékony fényvisszavero(nikkel vagyaluminium)réteggel van bevonva. A fényszórótüköra fényszóróházbannyerelhelyezést,amelyetelol a fényszóróüveg zárle.

A fényforrást,haa paraboloidkialakításútükör fókuszpontjábahelyezikel, akkora tükör felületérol azoptikai tengellyelpárhuzamosirányba„gyujtve” vetítodnekki afényforrásbólszétszóródófénysugarak(3.14a,ábra).Az ilyen felépítésu lámpáttávol-sági fényszórónaklehethasználni,mert a jármu elott nagytávolságraösszpontosítva


világít. A tompítottfényneka jármu elott kisebbtávolságraszélesenkell világítania.A tompítottfényszórókialakításatöbbfélelehet.

Az amerikairendszernél,ahola szimmetrikustompí-

3.13.ábra.Az amerikairendszeruszimmetrikustompított

fényszóró:1.fényszórólámpa,2.

paraboloidtükörfókuszpontja

tott fényt alkalmazzák,úgy járnakel, hogyafényforrástaparaboloidkialakításútükör fókuszpontjafelett helyezikel (3.13ábra).Ekkor a tükör a fényforrásbólkilépo fény-sugarakata jármu elé rövidebbtávolságra(tompítottan)vetíti, azoptikai tengelymenténszimmetrikusanvízszin-tesenkissészétszórva (3.14ábra).

Az európaieloírásokgépjármuveknél(a motorkerék-párkivételével)csakazaszimmetrikustompítottfény hasz-nálatátengedélyezik.Az aszimmetrikustompítottfény azúttestet(jobboldali közlekedésirendszeresetén)jobb ol-dalonnagyobbtávolságravilágítjameg , mint a szimmet-rikus (3.14ábra).

A leggyakoribb európairendszeru (tompított) fény-szórókialakításnála paraboloidkialakításútükörhözkét-fonatú(kétizzószálas)aszimmetrikusanernyozöttfényszó-rólámpátalkalmaznak(3.11(b)ábra).A távolságifény iz-zószálaa tükör fókuszpontjábanvan,ezértmuködtetése-kor távfényt kapunk(3.15a,ábra).A tompítottfény izzó-

szálaatükörfókuszpontjaelott helyezkedikel ésmivel ezalulról ernyozöttcsakfelfeléküld fénysugarakat,azokata tükör tompítottanvetíti ki (3.15b, ábra).Az aszimmetri-kushatástazokozza,hogya tompítottizzószálárnyékoló-ernyojénekegyik (a foglalatfelol nézve a bal) oldalanemvízszintes,hanem15

-osszögbenlefeléhajlik. Az így

ernyozött ésa tükörrol kivetített fény az úttestjobb oldalátnagyobbtávolságravilá-gítja meg (3.14ábra). A fényszóróüveg felületétoptikailagmegtervezettbordázattalalakítjákki, hogya rajtakilépo fénysugarakatmegfelelo kedvezo iránybatérítseel.

A fényszórókfejlesztésétnemcsaka jobb látásiviszonyok elérésérevaló törekvés,hanema személygépkocsikkarosszériaformáinakúj kialakításaiis ösztönözték.

Az elso fejlesztésieredmény a kétfókuszú(Bi-Focus)tompítottfényszóró- tüköralakzatvolt. A kétfókuszosmegoldásnála parabolaalsórészénegy külön kiegészítotükör felületetalakítanakki, hogyaz ide jutó fénysugaraknefelfelé reflektálódjanak,hanema paraboloidtengelyével párhuzamosanhaladjanaktovább. Ennéla megoldás-nál egyfonatú(árnyékolóernyo nélküli) halogénizzóval kizárólagtompítottfényszóró-kéntmintegy 25%-osfényerosség-növekedéstlehetelérni.

A következo fejlesztésiállomásta Hellánálkialakított többfókuszú(Multi-Focus)fényszórótükörkialakításajelentette. A fényforrásfényét a szögletesfényszórókhoztervezettösszetetttükörrendszer1 és3 mezoi aközelre,míga2 és4 mezok távolrave-


3.14.ábra.Az úttestmegvilágítása:a) tompitottaszimmetrikusfényszóróval; b) tompitott

szimmetrikusfényszóróval

3.15.ábra.Az európairendszeru egyesítetttávolságiéstompítottfényszórómuködésének

vázlata:a) távolságifény; b) tompítottfény

títik (3.16ábra).Az ilyen összetetttükörrendszertmárnemlehetfémlemezbol sajtolás-salkialakítani,ezértkifejlesztettéka magashomérsékletenis formatartómuanyagokatésazebbol készülo tükörgyártástechnológiáját.


Az igazánnagyelorelépésnek(1983-ban)a DE (DreiachsigerElipsoid)vagymás-képpennevezve a PES(Poly-EllipsoidSystem)fényszórókialakításbizonyult, kicsihomlokfelületével (28cm2) és jó megvilágításiértékével. Ennél egy háromtengelyuellipszoidtüköralakzategyik fókuszpontjábanegyfonatúhalogénlámpát(vagyxenon-lámpát)helyeznekel, míg a másik fókuszpontbankeresztezodo fénysugarakata fó-kuszpontontúl elhelyezettoptikai lencseakissészétszóródófénysugarakatösszegyujtiés az útfelületrevetíti(3.17ábra). Az optika egybena fényszóróüveg funkcióját isellátja. A PESmegoldásteloszörtompitott fényszórókéntalkalmazták,aholazaszim-metrikustompított fényhatástegy, a fényszórónbelüli takarólemezbiztosította. Mamár táv- éstompított fényszórókéntis használják,ahol a váltástvagy a takarólemezki-, beforgatásával, vagya lámpafénysugárzórészéneka fókuszpontbólki-, bebillen-tésével végzik.

3.17.ábra.A PEStükörkialakításútompítottfényszórófelépítésénekelvi vázlata:1)ellipszoidtükör;2) blende;3) takarólemez4) lencse;5) fényszóróüveg

Az 1987-88évekkörnyékénafüggetlenfelületelemekbol kialakítottún. FF(szabadtérgeometriájú)tükörmegoldástis alkalmaznikezdtea jármutechnika.A tükrözo felü-let itt nemírhatóle egyetlengeometriaialakzattal,hanemvégesszámú(kb. 40000db)elemi egységekjuttatjáka fényforrásfényét azúttestre.Itt nincsszükséga forgáspa-raboloidnálmegismertutólagosfénysugármódosításokra(izzószál-árnyékolóernyore,fényterelolemezre,szóróüvegre),ezért30-60%-kalmegnövekszika fénykiaknázás.A


formatervezok öröméreszolgálaz,hogyazFF fényszóróesetébensímaüveg használ-hatóa korábbioptikai fényszóróüveggelszemben.Az FF fényszórótalánéppenarrólismerheto fel, hogynagyonátlátható,azáróüvegennincsenekbordázatok.

A szembejövok elvakításánakelkerüléseés1

2

3

4

3.16.ábra.Többfókuszú(Multi-Focus)

fényszórótükörsematikusvázlata

a jobbanlátásérdekébenis a fényszórókatmeg-feleloenbeállítotthelyzetbenkell ajármuvöntar-tani. Az optimális beállításváltozhata tenge-lyek terhelésénekfüggvényében.Ezérta fény-szórókatállító berendezéssellátjákel, amelyle-het: statikus,kézzelmuködtetettstatikus,auto-matikus- statikusésdinamikus(kompromisszu-mok nélküli) megoldású. A dinamikusszabá-lyozása gödrös,egyenletlenútviszonyokból,ésa fékezékor bekövetkezo fénykéve pozicióvál-tozástis képesleszkis késedelemmelkiegyenlí-teni. A xenonlámpásPESésFFrendszeru fény-szórókrahatóságieloíráslesza dinamikusfényszóróállítórendszeralkalmazása.

A ködfényszóróolyan fénynyalábotbocsátki, amelyvízszintesenerosenszétvanhúzva. A ködfényszórónális a paraboloidkialakításútükör fókuszpontjábahelyezikel azegyfonatúhalogénfényszórólámpát.A fényforrástfelül árnyékoló lemeztakarja,ezértaz optikai tengellyelpárhuzamosancsaka tükör alsó részérol verodnekvisszafénysugarak.Ezeket a fénysugarakata fényszóróüveg optikailagméretezettbordázatavízszintesenmindkétoldalrakb. 50

-osszögbenszétszórja.A ködfényszóróesetében

bekell tartania kialakításnakmegfelelo helyzetét,nemszabad90-ra vagy180

-ra

elforgatvafelszerelni.Egyébvilágítótestekkialakításanemjelentkülönösebbmuszakiproblémát.A ha-

gyományos izzólámpákfényét esetleg aluminiumlemezbol, vagy foncsorozottmüa-nyagbólkészültegyszerüfényvisszavero ernyo erosíti. A lámpákatlezáróburais rend-szerintátlátszó,vagyszínezettmuanyagbólkészüléskialakításaaformatervezoelkép-zelésétvalósítjameg.

Az irányjelzoésazelakadásjelzovilágítóberendezésekmuködéséhezazáramszag-gatástrégebbenelektromechanikusszerkezetekvégezték,ma ezeket is elektronikusvezérlésu, vagyteljesenelektronikusáramkörökszolgáljákki.

Az autóbuszokbelso terétgyakranfénycsövekkel világítják meg. A fénycsövekbegyújtásáhozés táplálásáhozváltakozó áramszükséges,ezt elektronikusfeszültségátalakítóberendezésállitja elo.


3.5.4. Hangjelzo berendezések

Mindengépjármuvet,mezogazdaságivontatótéslassújármuvet fel kell szerelni(mo-tor állóhelyzetébenis muködo) hangjelzo berendezéssel,amelynekhangjafolyamatos,egyenleteshangmagasságúéserosségu. Ez a hangtöbb(egyidejuleg muködo) készü-lékkel is eloállítható.A hangjelzéshangerejegépkocsiesetében93– 112dB(A), egyébgépjármu esetében89-112dB(A) lehet.

Az általánosanalkalmazotthangjelzoberen-

3.18.ábra.Membránosvillamoskürt:1érintkezok, 2 kondenzátor, 3

szabályozócsavar, 4 fegyverzet,5elektromágnes,6 membrán,7

lengotárcsa

dezésa villamos kürt. A membránosvillamoskürt szerkezetéta 3.18 ábraszemlélteti. Ami-kor az elektromágnestekecsénáramhaladát,a vasmagmagáhozvonzzaa fegyverzetet,ezál-tal amembránlefelémozdulésegybenmegsza-kad az áramköris. A membránrugalmasságá-nakhatásáraafegyverzeteltávolodik avasmag-tól, az érintkezok újra záródnak,ésa folyamatkezdodik elölrol. A membránáltal gerjesztettrezgésviszonylag alacsony frekvenciájú(200–400Hz)hangotad.A membránhozerosítettlen-gotárcsais rezgésbejön ésezviszonylagmagas(2000– 3000Hz) hangotszolgáltat.A kéthangegyüttadjaazadottkürtrejellemzo hangot.

Az érintkezokhözkötöttkondenzátorazérint-kezok közötti szikrázáscsökkentésétszolgálja.A kürt 40-60W villamosteljesítményu, ami 12V-osrendszernél4-6A-esáramfelvételnekfelelmeg. Két kürt alkalmazásaeseténmindenféle-képpen,de legtöbbszörmár egy kürtöt is relénkeresztülkapcsolnakazakkumulátorra.

73

4. fejezet

Motor elektronika

4.1. Otto motorok elektronikus szabályozása

74 4. FEJEZET. MOTORELEKTRONIKA

4.1.1. Szabályozásilehetoségek,hatásuk

Keverésiarány (légfeleslegtényezo) : A tüzeloanyag-levego keverésiaránya jelen-toshatássalvanamotorjellemzoire,amintaza4.1ábránlátható.

4.1.ábra.Otto motorkárosanyagkibocsátásaésteljesítményea légviszony függvényében

Az Otto motor teljesítménye és fajlagosfogyasztásaéskárosanyag kibocsátásfüggvényében

– teljesítmény optimumλ 0 9– fajlagosfogyasztásoptimumλ 1 1– károsanyag-kibocsátásoptimumokλ 0 9 ésλ 1 3– szikrával gyújthatósághatáraλ 1 3– katalizátorigényeλ 1 0

Elogyújtás : Az elogyújtásszabályozásánálkönnyebbségetjelent,hogyateljesítményés fajlagosfogyasztásoptimum egybeesik(4.2). Azonbana kopogásoségésveszélyemiatt ezazoptimumnemmindig tartható.

4.1. OTTO MOTOROK ELEKTRONIKUS SZABÁLYOZÁSA 75

4.2.ábra.Az Ottomotorteljesítményeésfajlagosfogyasztásaazelogyújtásiszögfüggvényében

– teljesítmény ésfogyasztásoptimumegybeesik

– kipufogógáz-homérsékletno, hacsökkenazelogyújtás

– kopogásihatár

– zárthurkúszabályozás: kopogásérzékelés pillanatnyi fotengelyszögsebesség-változás ionizációsáramérzékelés hengernyomásérzékelés

Beszívott levego mennyiségeElektronikusfolytószelepvezérlésnél(E-GAS)mindig


tudja változtatniaz eletkronika,mechanikusfolytószelepvezérlésnélcsakazalapjáratimegkerulo csatornavezérlésével.

4.1.2. Légfogyasztásmérés

A mértfizikai jellemzo a háromfo változatnála levegoáram,a szívócso nyomásésafojtószelepelfordulásiszög.E jellemzok változásátegy gyorsításifolyamatalatta 4.3ábránláthatjuk.

4.3.ábra.Levegoáram,szívócso nyomásésa fojtószelepelfordulásiszöggyorsításkor

Levegoáram

MAF: Manifold Air Flow, szívócso levegoárammérés.


Elonyei :

– Jól kalibrálható

– Bizonyoshatárokközöttmotortólfüggetlen

– A jel "siet" amotorhozképestezértkülöngyorsításidúsításnemszükséges

Hátrányai :

– A jeladózavarjaaszívócsobenazáramlást

– A torlócsappantyúsérülékeny

– Térfogatáramméréskorrekciótigényel.

Szívócso nyomás

MAP: Manifold Air Pressure,szívócso nyomásmérés.

Elonye : Nemzavarjaa szívócsobenazáramlást

Hátrányai :

– Pontos,motortólfüggo kalibrálástigényel

– Homérsékletkorrekciószükséges

– A jel "késik" a motorhozképestezértkülöngyorsításidúsításszükséges

Fojtószelepnyitási szög

α n: fojtószelepelfordúlásiszögésmotorfordulatszámmérés.

Elonyei :

– Olcsójeladó

– Nemzavarjaaszívócsobenazáramlást

Hártányai :

– Nagyonpontoskalibrálástigényel

– Bizonyoskialakításoknalfelszereléskor helyzetbeállításszükséges

– A jel "késik" a motorhozképestezértkülöngyorsításidúsításszükséges


4.1.3. Befecskendezésvezérlése

A befecskendezettmennyiségvezérlése

– mechanikaijellemzok miatt a szelepkésvereagál

– tápfeszültségtol függo muködés:kisebbtápfeszultségeseténnagyobbholtido

– statikus- dinamikusátfolyásijellemzok eltéroek

A befecskendezésidozítése

– teljesítmény optimum,megfelelo idozítéssel1 - 3 % nyomatéknövekedés

– károsanyag-kibocsátásfügga befecskendezésvégénekhelyzetétol

– gyorsításhatásáraa kiszámítottfotengelyszöghelyzetekeltolódnak

– átfolyási-határprobléma:nagyfordulatszámúvagy feltöltött motoroknáljelentgondotaz,hogyteljesterhelésenésnagyfordulatona befecskendezo szelepnelegyentovábbnyitva,mint a periódusido 70-80%-a. Ha ennekmegfelelo mé-retu, tehátkelloennagyátfolyásúbefecskendezo szelepeket választunk,akkorkis terhelésen,különösenalapjáratonolyan kicsi lesz a nyitvatartásiido, amipontatlanultartható.Ekkor hengerenkéntkét befecskendezo szelepetkell alkal-mazni.

– befecskendezo szelepekelhelyezése:károsanyagkibocsátásésa könnyebbsza-bályozásérdekébena befecskendezo szelepeket a szívószelep(ek)hezközelhe-lyezik el. Távolabbi elhelyezéssela nyomatéknéhány százalékkalnövelheto,mert javul a töltési fok, desokkalbonyolultabblesza vezérlésátmenetiállapo-tokban.

4.1.4. A gyújtás vezérléseésszabályozása

Az elogyújtásvezérlésea primer tekercsenfolyó árammegfelelo kapcsolásával törté-nik. A legfontosabbaprimerárammegszakításánakidopontja,mivelekkorképzodik ívagyújtógyertyán.Ezenkívül biztosítanikell amegfelelo ereju szikrát,amiazinduktívgyújtásokeseténélaprimeráramnégyzetével arányos.


FHP FHPszelep nyitva

gyújtás mérés befeskendezés

4.4.ábra.A befecskendezésfázishelyzete

Gyújtás idozítés

A vezérloelektronikafeladatamegszakítaniaprimeráramot,amikor a fotengelyelériabemeno adatokalapjánmeghatározottelogyújtásiszögnekmegfelelo helyzet.A koraigyújtássúlyosmotorkárosodástokozhat,míg a kis mértékbenkéso csakteljesítményvesztességetokoz.

A nehézségetazjelenti,hogyaprimeráramnakbizonyosidorevanszüksége,hogyelérjeaztazértéket, ami mármegfelelo energiájú ívet hoz létre. Ez az ido csaka pri-mer kör elektromosjellemzoitol (ellenállás,induktivitás) és a tápfeszültségtol függ.A megszakításnakviszontegy adottfotengelyszöghelyzetbenkell bekövetkeznie. Afotengelyszöghelyzetátszámolhatóidoegységbe(példáula 30001 min fordulatszá-mon 360

elfordulás20 milisecundumalatt történik meg), de a fordulatszámmérés

ésa megszakításközött általábana fotengelyszögsebességeváltozik, így a számításpontatlanlesz.

Minél nagyobbszöggyorsulásra(éslassulásra)képesa motor, annálnagyobbkö-vetelményt támasztaz elektronikával szemben.A gondkülönösena kisebbfordulat-számtartományokbanjelentkezik, mert például20001 min-rol 30001 min-re gyor-sítás50%fordulatszámváltozástjelent,míg 50001 min-rol 60001 min-re gyorsításcsak20%-ot.

Primeráram határolás

A korszeru gyújtóberendezéseknéla primer kör elektromosjellemzoit úgy választjákmeg, hogyamegfelelo (5-8A) primeráramalegroszabbesetekben(indítózásvagyma-gasfordulatszám)eseténis kialakuljon.Ennekeredményeképpenanormálüzemsorán


(a)kapcsolásivázlat (b) primeráram

4.5.ábra.Elektronikusprimeráram-határolásúgyújtóberendezésegyszerusítettvázlataésa

primeráramváltozásánakjellegenövekvo éscsökkeno fordulatszámnál

túl magas(15-30A)áramerosségetérnénekel. Ezérta primer áramotkorlátoznikell.Ezt régebbenelotét ellenállásaltettékmeg, amit indítózásközbensöntöltek.Ma mártipikus a primeráramelektronikusszabályozása.Amikor a primeráramerosségelértea kívántértéket, a kapcsolótranzisztortfélig zártállapotbavezérliazelektronika,ígykorlátozvaazáramerosségtovábbinövekedését(4.5(a)).

Zárásszögszabályozás

Zárásszögneknevezzükaztazidot, ami alatta primertekercsbenáramfolyik. A mec-hanikusmegszakítósgyújtásoknáleleintefokban, késobb százalékos értékbenadtákmeg. Ekkor a szerepea megfelelo megszakítóhézagbeállításánálvolt. Az elektroni-kusprimeráramkapcsolóknálerreígy nincsszükség,deaprimeráramhatárolófázisbana kapcsolótranzisztoronjelentosho keletkezhet,ezérteztaz idot korlátoznikell. Ígyma is nagyonfontos jellemzo a zárásszög.Mivel a primer feszültségjel alakjaelégjó közelítésselnégyszögjel,így azelektronikábanelterjedtkitöltési tényezo elnevezésis használatos.A fotengelyfokokbanmértzárásszögváltozik a motor fodulatszámés


azakkumulátorfeszültségfüggvényében.Azonbanegyszerusödika helyzet,hafigye-lembevesszük,hogya zárásiido kizárólagaz tápfeszültségfüggvénye,a periodusidopedigamotorfordulatszámmalarányos(4.5(b)).

Túlfeszültségvédelem

Amikor a primertekercsbenmegszakítjukazáramot,aza szekunderkörbenfeszültsé-get indukál,ésrövid ideig tartó,dejelentosönindukciósfeszültség(néhány százvolt)keletkezik a primer körbenis. A teljesítmény-tranzisztortezt a záróirányú feszültségtönkretenné.Ezértvalamilyenvédelmetkell biztosítani.Ennekháromváltozataterjedtel (4.6ábra).

4.6.ábra.A tranzisztortúlfeszültségelleni védelménekmódozatai

Kondenzátoros: A tranzisztorralpárhuzamosanegy megfelelo kapacításúkondenzá-tort kötünk. A kondenzátorfeltöltéseéskisütéseenergiát igényel, ezzeljelento-sencsökkentia rövid ideig tartófeszültséglökésekcsúcsértékét.

Zener diódás: A tranzisztorralpárhuzamosankötött Zenerdióda mindaddignyitvatart,míg záróirányú feszültségel neméri a diódárajellemzo Zenerfeszültséget.Ekkor kinyit, így azönindukciósáramatranzisztorhelyettaZenerdiódánfolyikkeresztül.Olyan diódátválasztanak,amelymegfeleloengyorsmuködésu, ésa


Zenerfeszültsége20-50V-al kisebba tranzisztormaximáliszáróirányú feszült-ségénél.

Kombinált A fenti kétmódszeregyüttesalkalmazásátjelenti. A primerkör rezgokör-ként is muködik, ezértbizonyosesetekbenindokolt lehetegy megfelelo méretukondenzátorelhelyezése.A nagyobbkapacitás(ami a mechanikusmegszakí-tóknál szükségesvolt a szikrázáselkerüléséhez)viszontkárosanbefolyásoljaaszekunderfeszültséglefutását,ív szakadáshozvezethet.

4.1.5. Különbözo üzemállapotokkezelése

fordulatszám

motorfék

telje

s te

rhe

lés

ala

pjá

rat

terh

elé

s

4.7.ábra.A λ szabályozásjellegzetestartományai

A szabályozásvagyvezérlésszempomtjábólfontosabbüzemállapotokkövetkezok:indítás,melegíto járatás,katalizátorosszabályozás,gyorsítás,motorfékésvezetheto-ség,alapjáratszabályozása,kiegészíto funkciók. Ezeket részletesebbentárgyaljuk. Astatikusmotorállaptobanhasználatoskeverékszabályozásjellegzetestartományai a4.7ábránláthatók.

Indítás

– akkumulátorfeszültségeleesik(4.8)

– motoréselektronikaszinkronizációja


1. gyújtás

FHP inditó tõltet

inditózási töltet normál töltet

+ tápfeszültség 14 V12 V

fõtengelyszög

Inditáskezdet

felpörgetés

visszatérés alapjáratra

fordulatszám

4.8.ábra.A tápfeszültség,a befecskendezésekésa motorfordulatszámaindításkor

– állandóelogyújtás

– befecskendezésialgoritmus:

motorforgásakor, demégszinkronizáláselött egy kezdetibefecskendezés szinkronizációután a környezeti homérséklettol függo indítózásimeny-

nyiség aminta fordulatszámnagyobb,mint egy küszöbérték(általában5001/min

körüli), normálbefecskendezés,ésa motor felpörgetéseegy emeltalapjá-rati fordulatszámra.


környezetihomérséklettol függo ido múlva visszatérésa normálalapjáratifordulatszámraa hutovízhofok függvényében.

– tápszivattyúvezérlése:gyújtáskapcsolásakor1-2másodpercrebeindul,haamo-tor nemforog, leáll. A motorforgásakor újraindul.

Melegíto járatás

lambda szondahideg

katalizátorfelfûtés

katalizátorbegyújtása

katalizátorbegyújtva

víz és olaj hideg

víz melegolaj hideg

víz és olaj meleg

motor

4.9.ábra.A katalizátorbemelegítésiésbegyújtásifolyamata

– λ szondahideg:

nincsvisszacsatolás! nyílt hurkúszabályozásmiatt biztonságihatárok károsanyagkibocsátásszabályozásanehéz

– katalizátorhideg: (T 240C)

konverzióshatásfok 0


ideálisszabályozás: emeltalapjáratígy nagyobbhomennyiség elogyújtáscsökkentése:

kipufogógázhomérsékletnövekszik lustábbmotor

– katalizátorbegyújtásindulásutánkb 100- 200másodperccel:

dúskeverék: HC NOx kibocsátásno, így katalizátorbanho szabadíthatófel.

– katalizátorüzemmeleg, λ - szabályozás

A behangolásnehézségei:

– motortranziensállapotbanvan,ezértkülönlegesfékpadszükséges

– a paraméterekrendkívülsokkombinációjalehetséges

Felfutésiido: amígaHC konverzióhatásfokael neméri az50 %-ot.Ha a hatásfok90 % -ról 80 %-ra csökken, a kibocsátottkárosanyag mennyiség

megduplázódik!A felfutésiido csökkentéséneklehetoségei:

Tervezésnél:

– motorközelikatalizátorelhelyezés

– kipufogócso szigetelésakatalizátorelött

– hotehetetlenségcsökkentése

– katalizátoranyaga

– részkatalizátor( elo + fo katalizátor)

– változógeometriájúkipufogószelep-vezérlés

Szabályozással :

– katalizátorbajutó ho növelése(kipufogógázmennyiségéshomérséklet)

– oxigénhozzávezetés

– dúskeverék,így exotermreakció


0

0.6

1.2

14.2 14.6 15.0A/F

0

0.6

1.2

14.2 14.6 15.0A/F

0

0.6

1.2

14.2 14.6 15.0A/F

Rh

Pd

Pt

0

0.6

1.2

0 1 2 3T [ sec ]

0

0.6

1.2

0 1 2 3T [ sec ]

0

0.6

1.2

0 1 2 3T [ sec ]

Rh

Pd

Pt

70

8090

100

85

70

9590

90

85

85

PSfragreplacements

NOx

NOx

NOx

A/F

A/F

A/F

A/F

A/F A/F

4.10.ábra.A λ szabályozásközépértékének,amplítudójánakésfrekvenciájánakhatásaa

konverzióshatásfokrakülönbözo katalizátoranyagokesetében:Rh:rhodium,Pd:paládium,Pt: platina

Katalizátor osszabályozás

A károsanyagkibocsátáscsökkentéséneklehetoségei:

Motor :

– tervezés(égéstéralak,szelepgeometria,stb)

– kipufogógázvisszavezetés(EGR,ExhaustGasRecirculation)

– befecskendezésfázisa

– keverékképzésrendszere

Vezérlés :


– tranziensállapotokszabályozása

Katalizátor :

– anyaga,térfogata

– szabályozásiciklusoptimalizálása: a frekvenciaésamplitudóhatásaazNOxkonverzióhatásfokáraa 4.10

ábrajobb oldali részénlátható. A vizszintestengelyena periudosidomásodpercben,a függolegestengelyena levego/benzinkeverésiaránylátható.

a középértékésazamplítudóamplitudóhatásaa 4.10ábrabal oldalirészénlátható. A vizszintestengelyena levego/benzin(A/F) keve-rési arány középértéke, a függolegestengelyenamplítudója(

A/F)

látható. A vonalaka háromfüstgázkomponens90 %-oskonverzióshatásfokátjelzi. A sötétítettterületjelöli azoptimálistartományt. Akatalizátorokanyagaazábrázoltháromanyagvalamelyike,vagyezekkeveréke.

Gyorsítás

A/Fm

PSfragreplacements

mlev

mlev mbef mf il m

mf il m τmheng

1 X mbef

Xmbefmf il m τ

mheng mlev

4.11.ábra.A folyadékfilmmodelésjelalakok

A szívócsobenlejátszodófolyamategyszerusítettmodelje:

mbef mlev

λ(4.1)

mbef : ciklusonkéntbefecskendezettbenzinmennyiség

mlev : ciklusonkénthengerbejutó levego tömege


λ : cél légfelesleg-tényezo

A folyadékfilmbekicsapodómennyiség:

mk X mbef (4.2)

X : a kicsapódásmértékérejellemzo paraméter

mbef : befecskendezettbenzinmennyiség

A folyadékfilmbol elpárolgóbenzinmennyiség:

mp mf il m

τ(4.3)

mp : elpárolgóbenzinmennyiség

mf il m : folyadékfilmpillanatnyi tömege

τ : a párolgásiidorejellemzo paraméter

Így a folyadékfilmtömegea következo ciklusban:

m f il m mf il m X mbef mf il m

τ(4.4)

A hengerbeténylegesenbejutóbenzinmennyiség:

mheng

1 X mbef mf il m

τ(4.5)

Így a ténylegeslégfelesleg tényezo:

λheng mlev

mheng(4.6)

Ez pedigfügg a folyadékfilmpillanatnyi tömegétol. A modell felépítése,ésa jel-lemzok változásahirtelengyorsításkor a4.11ábránlátható.

A gyakorlatbanezbonyolultabb,mivel:

– A levegoáramméréshelyeésmódjaalapjántovábbikorrekciókszükségesek.

– A cél légfelesleg tényezo üzemállapottólfüggoenváltozhat

– Az X ésτ tényezok a hutövízhofok, szívócso nyomás,ésbenzinminoségfügg-vényébenváltoznak


Motorfék, vezethetoség

– Motorfékeseténbefecskendezésnemszükséges

– rángatáselkerülése

elogyújtáscsökkentés alapjáratipótlevego szelephasználata fellépo rángatásokaktív csillapításaazelogyújtásiszögszabályozásával visszakapcsolásutánfolyadékfilmhezpluszbefecskendezés lágy visszakapcsolás,aktívrángatáscsökkentés városiciklus nehézségei

Alapjárat szabályozása

Cél :

– leheto legalacsonyabbalapjáratifordulatszám,de

– motornefulladjon le hirtelengyorsításkor sem

– túl alacsony fordulatszámnemmegfelelo a rugalmasmotor felfüggesztésmiatt

– túl nagyfordulatszámeseténzaj, fogyasztás,sebességváltásigondok

Zavarok :

– égésiegyenlotlenség

– generátor1-2kW

– kormányszervó

– légkondicionálás

– automatasebességváltó

Kiegészíto funkciók

Fordulatszámkorlátozás : Lágy lekapcsolás,katalizátorvédelme

Kipuf ogógázvisszavezetés: NOx szabályozás lomhaság.

Tankszellozés : ECER93eloírásmiatt aktív szenestartály, vezérlése,diagnosztika


4.1.6. Elterjedt rendszerek áttekintése

Megnev. Funkc. Ford. jel Terhelésjel Bef. módja Egyéb

D Jetronic bef. különmegszakí-tók

szívócsonyomás

hengerenként,két csoport-ban

Különlegesgyorsításérzé-kelo kapcsolóa fojtósze-lep tengelyen.

K Jetronic bef. nem szük-séges

torlócsap-pantyú,mechanikus

hengerenkéntfolyamatos

D Jetronic elektronikamegbizhatatlanságamiattkifejlesztett mechanikusrendszer

KE Jetro-nic

bef. gyújtás torlócsap-pantyú,elektronikus

hengerenkéntfolyamatos

K Jetronic továbbfejlesz-tés: motor (hutovíz), be-szivott levego homérsék-let, lambda szondajelekmérése, alapjárat szabá-lyozás

L Jetronic bef. gyújtás torlócsap-pantyú,elektronikus

hengerenkéntcsoportos

Motor, levego homérsék-let, lambdaszonda,akku-mulátorfeszültség,tenger-szint feletti magasságmé-rése

LE,LE2Jetronic

bef. gyújtásvagyegyesített

torlócsap-pantyú


Mint L-Jetronic, de akülön hidegindító szelepelmaradhat,diagnosztikaicsatlakozó, tápszivattyútelektronikakapcsolja

LU Jetro-nic

bef. egyesített torlócsap-pantyú


Mint LE2, de alapjáratiCO csavar dugóval lezárt(USA eloírás),olajcsereésmotorrevizió jelzés

L3 Jetro-nic

bef. egyesített torlócsap-pantyú


Vezérlo elektronika digi-tális számítógép,a torló-csappantyúházáraépítve

LH Jetro-nic

bef. egyesített hodrótoslevego-mennyiségméro


futött lambdaszonda

BoschMono-pointSPI

bef. ésgyúj.

egyesített szívócsonyomásmérés

központi kopogásérzékelo

Motronic bef. ésgyúj.

egyesített torlócsap-pantyú

hengerenkéntcsoportosvagy részbencsoportos

Rengeteg változat,lehetKvagyL jetronic-kalegybe-építve


Megnev. Funkció Fordu-latszámjel

Terhelésjel Bef. módja Egyéb

MagnettiMarelliMMFD

bef. ésgyúj.


részben cso-portos

fordulatszámméro meg-hajtás, ellenorzo lámpa,diagnosztikaicsatlakozó

BendixFenix3B

bef. ésgyúj.


részben cso-portos

kopogásérzékelo

VAG Digi-fant

bef. ésgyúj.

egyesített torlócsap-pantyú


Késöbbiváltozatokon ISO9141-2diagnosztikaikap-csolat

WeberIAW

bef. ésgyúj.

külön szívócsonyomásmérés

hengerenkéntegyedi vagyközponti

kopogásérzékelo, turbó-nyomásszabályozás

Ford EECIV

bef. ésgyúj.

egyesítettvagykülön

torlócsap-pantyú vagyszivócsonyomásvagyhoszálas

csoportos,részben cso-portos vagyegyedi, üze-mállapottólés változattólfüggoen

gyakorlatilagazösszesed-dig ismertetettfunkció le-hetséges

HondaPGM-EFI

bef. ésgyúj.

különford., ref.pont éshengerazonosító

szívócsonyomásmérés

hengerenkéntegyedi

különleges lambdaszonda,szekunderlevego,kipufogógáz visszaveze-tés,változtathatószívócsovagy szelep geometriavezérlés

MitsubushiMPI

bef. ésgyúj.

külön örvényger-jesztéseslevego-mennyiségméro

hengerenkéntegyedi

motoros alapjárat szabá-lyozáskopogásérzékelo

GM Mul-tecSPI

bef. ésgyúj.

csak hen-ger azono-sító


központi léptetomotoros alapjáratszabályozás

SuzukuEPI

bef. ésgyúj.

csakholtpontjeladó


központi kipufogógáz visszave-zetés, autómata váltóvezérlés

4.1.7. KözvetlenbefecskendezésesOtto - motorok

Az utóbbiévekbensorrajelentekmeg a közvetlenbefecskendezésesOtto - motorokasorozatgyártásban.Igazábólperszeezsemújdonság,mivel ilyen motorokatmáramá-sodik világháborúsorángyártottak. A újdonságotaz jelenti, hogy a befecskendezéstelektronikusanvezérlik,ésazelektronikalehetoségeitkihasználvaalapvetoenmegvál-


toztattákamotorvezérlésistratégiát.

fordulatszám

terh

elé

s

<1~1

~1.5

1.5 - 4

4.12.ábra.A GDI motorjellegzetesszabályozásitartományai, λ értékek

A legjelentosebbújításaz,hogykis terhelésenésfordulatszámonazelektronikaagázpedálállásátólfüggetlenülteljesennyitva tartjaa fojtószelepet,ésa keverékmíno-ségével szabalyályozzaa motor teljesítményét (elvbenhasonlóana Diesel- motorok-hoz). Ekkor a légfelesleg tényezo 2 - 4 között változik. Növekvo teljesítmény- igényésfordulatszámeseténazelektronikaáttéra hagyományosmennyiségiszabályozásra,demégmindig a szokottnálszegényebb(λ 1 5) keverékkel. Ha továbbnol a motorterheléseésfordulatszáma,akkor bekövetkezik a hagyományos(λ 1) keverékkép-zésrevalóáttérés.A nagyonnagyfordulatszámésterheléstartománybanamegszokottenyhéndúskeveréketálítja elo azelekronika,aminta 4.12ábránlátható.

A sokkal bonyolultabbrendszerbevezetéséneklegföbb oka az, hogy a személy-gépkocsi -motoroküzemidejüklegnagyobbrészébenkis ésközepesfordulatszámon,kis ésközepesterhelésseljárnak. Ekkor viszontjelentosenromlik a hatásfokuk,ami-nekegyik fo okaazúgynevezettpumpálásivesztesség,amelyetta félig zártfojtószelepokoz. A minoségiszabályozásraáttérveezavesztességforráskiküszöbölheto,ezáltalajármu fogyasztásajelentosencsökkentheto.

A fent leírtakmegvalósításatöbbproblémátvet fel:


Szegénykeverék gyújtása : azelso kéttartománybanaszegény keveréknormálgyúj-tássalnemgyújthatóbe. Ennekelkerülésérea hengerbenrétegesenképezikakeveréket,amitegyrészta levegoáramlásmegfelelo irányításával,másrésztabe-fecskendezésidozítésévelhoznaklétre.Emiattüzemállapottólfüggoenmás-másidopontbantörténikabefecskendezés.

Üzemállapotokközötti átmenet : itt különösenaminoségi- mennyiségiszabályozásközötti átmenetokoz nehézséget.Érzékeltetheto a problémanehézségeazzal,hogy a minoségiszabályozásszakaszábana fojtószelepteljesen,mig a követ-kezo (szegény keveréku) állapotbanmár csakmindegy 1/3 részbenvan nyitva.Ezt az átmenetetúgy kell megvalósítani,hogy a vezeto ne érezzensemmivál-tozást,megtorpanást,megugrásta motor muködésében.Ez szabályozástech-nikailagnagyonnehezfeladat,gondoljunkcsakszivócsobenlévo folyadékfilmkialakulására.

Katalizátor üzeme : A szegény keveréku üzemállapotokbanamotorminimálisszén-monoxidotésszénhidrogéntbocsátki, dea nitrogén-oxidok kibocsátásiszintjenem elhanyagolható. Viszont a normál „háromutas”katalizátorokcsakakkortudják ellátni feladatukat,ha mindháromösszetevo megfelelo arányban jelenvan. Emiatt ilyen motoroknála normál katalizátormögébeépítenekegy nit-rogén- oxid katalizátort. Ez a katalizátorazonbannem redukáljaaz NOx-etazonnal,hanemtárolja, ésnormál (nemszegény keverékes)üzembentörténikmeg a semlegesítés.Ha a motor hoszabbideig a szegény keverékesüzemálla-potbandolgozik, az NOx katalizátorfeltelik, ésátenged.Ezt kiküszöbölendo,azNOx katalizátorvégénélegy NOx érzékelot helyeznekel. Amint azelektro-nikaérzékeli, hogyazNOx koncentrációakatalizátorutánmegno,60másodper-cenként2 másodpercignormál(dús,λ 1 ) keveréképzésreáll át. Biztonságiokobóla hagyományosésazNOx katalizátorközötti szakaszraegy homérséklet-jeladótis beépítenek.

Az elso exportáltautókbantapasztalták,hogyazNOx katalizátorélettartamaje-lentosenváltozottnémelyikországban.Kiderült, hogy ez az alkatrésznagyonérzékeny a benzinkéntartalmára.A 8 ppmköröli kéntartalomeseténa várhatóélettartamjóval nagyobb,mint a jármu várhatóélettartama,mig 80 ppmkéntar-talomeseténmindössze6000km!


4.2. Elektr onikus Diesel-motorszabályozás

4.2. ELEKTRONIKUS DIESEL-MOTORSZABÁLYOZÁS 95

Alapértelmezettenközvetlen befecskendezésesturbófeltoltésesrendszeru Dieselmotorokrólbeszélünk.

4.2.1. Befolyásolhatójellemzok

Dózis

A Diesel-motorminoségiszabályozású,így a légfelesleg tényezot nemkell pontosantartania teljesüzemitartományban. A motorbaáramlólevego mennyiségetazonbanmérni kell, hogy teljesterhelésena mechanikusrendszereknélnagyobbpontossággallehessenközelítenia füstölésihatárt.A jól beállítottDieselmotorcsakteljesterhelés-kor ésgyorsításkorközelítimegeztazüzemállapotot.A dózisközvetlenülbefolyásoljaa motoráltal leadottnyomatékot, elsodlegesszabályozottjellemzo. A dózisnövelésé-nek hatásáta terhelésijelleggörbénláthatjuk a legjobban. Látható,hogy a fajlagosfogyasztásésamaximálisteljesítmény helyenemesikegybe.A füstölésmértékefüggazégéstérkialakításátólis.

Adagoláskezdet

A Dieselmotormuködéseszem-

állít

ási s

zög

ft

adagoló fordulatszám 1/min

300 1500 2500

12

4.13.ábra.Autómatikusszállításkedetállítás

pontjábol fontos jellemzo az elobe-fecskendezésiszög. A befecskende-zésinyomásnövelésévelazonbanegy-re inkább meg kell különböztetniabefecskendezésésadagoláskezdetet.Az elektronikáka porlasztócsúcsbanelhelyezettjeladórévénmérnitudjáka ténylegeselobefecskendezésiszö-get,ésennekmegfeleloenállítják azadagoláskezdetet.Az adagoláskez-det állítás a szokásostartománybankis mértékbenváltoztatjaamotortel-jesítményét,viszontjelentoshatásavana fajlagosfogyasztásra,zajraésaká-rosanyagkibocsátásra.


4.2.2. Különbözo üzemállapotokkezelése

Hidegindítás

Ebbenaz üzemállapotbanmindkét szabályozottjellemzot változtatnikell. Az indí-tási dózisa környezetilevego ésa motor homérsékletealapjánkerül meghatározásra(4.15kis fordulatszámúrésze).Ezenkívul hideg motornál,kis fordulatszámonazada-goláskezdetis változik, az elobefecskendezésiszögetnövelni kell (4.14(a)). Ezzelafunkciókkalelérheto ahelytelengázpedálkezelésbol adódódurvafüstölésesindítás.

befe

cske

ndez

és k

ezde

t ft

adagoló fordulatszám 1/min

meleg motornálhideg motornál

(a)Hidegindításiadagoláskezdetkorrekció

az LDA mûködési tartománya

dózi

s Q

Q

Q

Q

Q

s

b

a

LD

qs q b qa qLD

a

b

(b) Töltonyomásfüggo dóziskorlátozás

4.14.ábra.Dieselszabályozásifeladatokhidegindításnálésgyorsításnál

Alapjárat

Az alapjáratifordulatszámotstabilizálnikell, a motor változó terhelésemelett. Errea dózisváltoztatásáthasználják.Egyesrendszereka hengerekközti különbségekboladódóegyenlotlenségeketis kompenzáljákhengerenkéntikülöndózisszabályozással.

Gyorsítás

Turbótöltésesmotoroknálhirtelengyorsításnálaturbókésik,így ideiglenesenkevesebblevego jut a motorba. Ekkor csökkentenikell a teljesterheléskarakterisztikáhoztar-tózódózist. A szabályozásfolyamánazelektronikaa szívócsonyomásfüggvényében


korlátozzaa maximálisdózistEzenkívül a fordulatszámváltozásával együtt célszerua szállításkezdetetis állítani, terheléstol függo mértékben(4.13).

Teljesterhelés

dózi

s m

m^3

/löke

t

fordulatszám 1/min

A

VN

V1

V2 V3

V4 VH

LDLN

4.15.ábra.A teljesterhelésidózisfüggvény jellemzoi

Teljesterhelésena dózistkorlátoznikell. A teljesterhelésidózisfüggvény a 4.15látható.

– A VN V1 V2 szakaszonmárkevesebblevego jut a motorba,ezérta füstöléselkerülésemiatt csökkentenikell a maximálisdózist. Kis fordulatszámúfeltöl-tött motoroknál(haszonjármu) eza szakaszel is maradhat.

– A V2 V3 szakaszona motorblokkszilárdságaa meghatározó,ezértkorlátoznikell azégésicsúcsnyomást,tehátamotornyomatékát.Ezaszakaszanyomatékikorlát.

– A V3 V4 VH szakaszontovábbi csökkentéstkell alkalmazni,ha a motorsokszordolgozik ebbena tartományban. Erre a hoterheléscsökkentésemiattvanszükség,különösentraktormotoroknál.


– A VH LO szakaszadjameg a regulátoroság meredekségét.A traktormoto-roknálnagyobbmeredekségrevanszükségtalajmunkánál,éskisebberea közútiforgalomban.

Ma már több olyan rendszervan kereskedelmiforgalomban,amelya hoterhelésikorlátot ésa regulátároság meredekségéta kiválasztottsebességfokozat függvényé-benváltoztatja.Példáula PerkinsHEUI rendszera ClassXerion gépbentalajmunkán154kW maximálisteljesítmény, 400 1 min állandóteljesítményu fordulatszámtarto-mányt és5 % regulátároság meredekséget,míg közúti szállításnál192 kW teljesít-ményt, deállandóteljesítményu tartomány nélkül,és8 %-osmeredekségu regulátoroságatállít be.

Vezethetoség

A közúti jármuvekbeépítettkorszeru rendszereket ellátják aktív rángatáscsillapítás-sal. A dózisváltoztatásával csökkentheto a hajtásláncrugalmasságaésjátékaimiattiterhelésváltásalattjelentkezo rángatás.

A jármu menettulajdonságaijavíthatók,haagázpedálhelyzetésamotornyomatékközöttváltoztathatóösszefüggésvan.Ezeketáltalábanszemélygépkocsikonalkalmaz-zák,példáulgázpedál-helyzetváltozásisebességalapjántörténo korrekció.

4.2.3. Elterjedt rendszerek

Sorosadagoló

ERE= ElektronischgeregelteReihen-EinspritzsystemEzazadagolóaklaszikussorosadagolótovábbfejlesztése,ami lehetovétesziazadagoláskezdetegyzeru állítását.

Felépítése: A hagyományossorosadagoló,dearegulátorhelyetta fogasléchelyzetételektromágnessegítségével azelektronikaszabályozza.a fogasléchelyzetetegyinduktív jeladóval érzékeli.

Muködésielve : Érzékelt jellemzok:

– beszívott levego homérséklete

– gázpedálhelyzete

– hutofolyadékhomérséklete

– motorfordulatszáma

– jármu haladásisebessége


– szívócso nyomása

– tüzeloanyaghomérséklete

Beavatkozáscsaka dózismennyiségiállításárakorlátozódik,illetvea kipufogó-gázvisszavezetés,légkondiciónálóvezérléseéstempomatszolgáltatás.

(a) Az ERE dózisállítómu szerkezeti felépí-tése: 1. START ütközo, 2. STOP ütközo,mágnestekercs, 4. vasmag,5. elektromoscsatlakozások,6. fogasléc,15. visszaállítórugó,16. rövidrezárógyuru, 18. adagolóház,a. szabályozásstart irányba, b. szabályozásstopirányba

(b) A lökettolókásszivattyúelem: A. szállí-táskezdet,B. szállításvég,1. nagynyomásútér, 2. elemhüvely, 3. lökettolóka,4. vissza-folyó horony, 5. vezérloél, 6. vezérlofurat,7.szívótér, 8 elemdugattyú,h. löket.

4.16.ábra.Sorosadagolótovábbfejlesztésekelektronikához

Lökettolókássorosadagoló

Felépítése: Hasonlóa sorosadagolóhoz,csakaz adagolóelementörténtváltoztatás.Amint aza4.16(b)ábránis látható,aszállításkezdetakkorkövetkezikbe,amikoraz elemdugattyú(8) az alsóholtpontbólfelfelé halad,ésa lökettolóka(3) alsóéle elzárjaaz elemdugattyúbanlévo T alakú furatot. A dugattyúelemtovábbi


mozgásasorán– a hagyományosadagolóhozhasonlóan– azferdevezérloél (5)határozzameg a szállítottmennyiséget,amiazelemelfordításával állítható.

Muködésielve : Nagyonhasonlíta sorosadagolónálleírt rendszerhez,de kiegészülporlasztótu jeladóval azelobefecskendezésiszögméréséhez,továbbámegfelelojeladóval éselektromágnessela lökettolókákhelyzeténekszabályozásához.

Axiáldugattyús, forgóelosztósadagoló

Felépítése: A negyedikgenerációsBOSCHVE adagolóazEDC (ElectronicDieselControl)változat.Szerkezetileg "csak"annyi változott,hogyazeredetihidrome-chanikusdózisállítómu helyéreelektromágnesesállító egységkerült. Ez tartal-mazzaamozgatástvégzo elektromágnestésazelmozdulásérzékelot (4.17(a)).

(a)Az adagolórajza:1. elmozdulásérzékelo,2. ciklusadagállító mágnes,3. elötöltésál-lító, 4. elektrohidraulikusrendszer, 5. elmoz-dulásérzékelo

(b) Elektronikusrendszerbekötésivázlata:1.porlasztótu elmozdulásérezékelo, 2. fojtó-szelepállás,3. fotengelyhelyzet,4. haladásisebesség,5. tempomatésegyébrendszerek,6. gázpedálállás,7. diagnosztikaimuszer, 8.kiegészíto kiemenetek,9. turbonyomássza-bályozás,10. vákuumszelep,11. elotöltésál-lítás,12. ciklusadagállítás,13. leállítás,14.,15. homérsékletjeladók

4.17.ábra.BoschVE EDC

Az adagoláskezdetállításátegy elektrohidraulikusrendszervégzi. A vezérlopá-lya elforgatásátatápszivattyúáltalszállítottgázolajvégzi,amineknyomásátegy


elektromágnesesszelepsegítségével állítja azelektronika.Az elfordításmérté-kérol egy induktívelvenmuködo elfordulásjeladószolgáltatjelet.

Muködésielve : a4.17(b)ábránláthatóazérzékelt ésszabályozottjellemzok.

Radiáldugattyús adagoló

Felépítése:Az elektronikusvezérlésu LUCAS EPIC adagolókdózísállításielve el-tér a régebbirendszerektol, ahol a beömlo gázolajfolytásával hidraulikusútoncsökkentettéka két, radiálisanelhelyezkedo dugattyúlöketét. Az elektronikusvezérlésu változatnál(4.18(a))ahajtótengelyen(5) levo (6) körmökésa(8) gör-göspapucsferdekialakítású.Így hatengelyiránybanelmozdítjuka(3) elosztóro-tort, akkor mechanikusankorlátozzuka(7) dugattyúklöketét.A (3) elosztórotormozgatásátagázolajnyomásavégziegy rúgóellenében.A gázolajnyomásátazelektronikaállítja a (11) és(12) mágnesszelepeksegítségével. Az elosztórotorhelyzetérol a (4) induktívelmozdulásjeladójelébol értesülazelektronika.

(a)dózisszabályozás (b) befecskendezéskezdet szabályozásÉ0.elektromágnesesszelep,2. elmozdulásérzé-kelo, 3. dugattyú,4. kalibrált furatok.

4.18.ábra.LucasEPICadagolószabályozásimechanizmusai

Az adagoláskezdetállításielve azonosa mechanikusEPICadagolónálalkalma-zottal, de ez is elektrohidraulikusvezérlésu. Az EPIC 70 ésaz EPIC 80 ada-golókon a hidraulikuskör kialakításamás(4.18(b)),dea lényeg változatlan:azelektromágnesszelepsegítségévelvezéreltgázolajnyomásegydugattyúnkeresz-


tül elfordítjaazalakosgyurut, aminekhelyzetétegy induktív jeladósegítségévelérzékeli azelektronika.

Muködésielve : Ez a rendszeris fejlett ECU-val rendelkezik, amely nem csakazadagolástszabályozza,depéldáulakipufogázvisszavezetést,ésbeépítettlopás-gátlót(immobilizert)tartalmaz.

Moduláris felépítésu adagolórendszerek - PLD

(a)A PLD elemrajza (b) beépítésipélda

4.19.ábra.A PLD rendszer

A Dieselégésrendszerek– így azadagolás– fejlesztésétéveótaakörnyezetvédelmi


eloírásokhatározzákmeg. A Dieselmotorokegyik legnagyobbproblémájaa szilárdrészecske kibocsátás,ami a befecskendezésinyomáseroteljesnövelésével csökkent-heto. Azonbanaz 1000- 2000bar-os nyomásrengeteg gondotokoz a hagyományosrendszereknél,merta viszonylag hosszúnagynyomásúcsövek miatt azelobefecsken-dezésnehezenszabályozható.Ennekoka az, hogy a dinamikusjelenségekmiatt azadagolásésbefecskendezéskezdetegyreinkábbszétválik.

Erre nyújt megoldásta porlasztóhozközel, sot veleegybeépítettadagolószerke-zet. Ilyenek már léteztekmechanikusformábanis, de a fo gondota 6-8 különállóelemmechanikusszabályozásaokozta.Az elektronikusszabályozásmegoldásával ezta hátrányt megszüntették.

PLD = Pumpen-Leitung-Düse= szivattyú-nyomócso-porlasztóegység.Ilyen aBo-schPFrendszer.

Felépítése: A szivattyúelemeket a vezérmutengelyenlévo külön bütyökhajtjameg.Eleinte 500, késöbbifejlesztéssel1000 bar nyomásighasználhatók.Elonye,hogy az egyeshengerekhezkülön tartozik egy-egy adagolóelem,ésez a hen-gerfejhezközel kerül beépítésre,így a nagynyomásúcso hosszaegészenrövidlehet(4.19(b)).

Muködésielve : A dugattyúmechanikuslökete változatlan,azonbana visszafolyóágbaegy, az ECU által vezéreltmágnesszelepethelyeztekel. Az elobefecs-kendezésidopontjáta mágnesszelepzárásánakpillanata,a dózistpediga zárvatartásánakidotartamahatározzameg.

Moduláris felépítésu adagolórendszerek - PDE

PDE= Pumpen-Düse-Einheit= szivattyú-porlasztó-egység.Felépítésehasonlóa PLDrendszerhez,azonbana szivattyútésa porlasztótegy házbaépítették,így a nagynyo-másúcso elmaradhat.

CommonRail rendszerek

CommonRail = közöselosztócso

Felépítése:A tüzeloanyag a tartálybantálálhatóa szuro ésaz eloszivattyú, amelyamagasnyomásúszivattyúhozjuttatja el a tüzeloanyagot. A magasnyomásúszi-vattyúahengerfejreszereltközöselosztócsobejuttatjaatüzeloanyagot.A közöselösztócso nyomásátegy, az elosztócso végéreszereltnyomáshatárolószeleptartjaállandóértéken. A közöselosztócsohözcsatlakoznakazelektromágneses


vezérlésu porlasztók(4.20(a)). Az egészelrendezésnagyonhasonlóa benzin-befecskendezésnélismertetetthez,azonbanitt a befecskendezésinyomástermé-szetesenjóval nagyobb,1000- 1500barkörüli.

(a) bekötésivázlat (b) befecskendezo elem

4.20.ábra.CommonRail rendszer

Muködésielve Az állandótápnyomásésazelektromágnesesmuködtetésmiattazed-dig megszokott módontörténik a szabályozás.Az elektromágnesesporlasztóknyitásiidopontjameghatározzabefecskendezéskezdetet,anyitvatartásiidejepe-dig adózist.

Lényegeselvi eltérésa közvetett benzinbefecskendezo rendszerekhezképest,hogy a közöselosztócsobena tápnyomástnema szívocso nyomásáhozképestszabályozzák.A benzinbefecskendezésnélkicsi a tápnyomás(1-7bar),ésehhezképesta szívócso nyomásváltozásajelentos(0.5-1.5bar),míg a Dieselmotorokszívócsovébena nyomásváltozáskisebb,ésa tápnyomásennélnagyságrendek-kel nagyobb,1000- 2000barkörüli érték.

Perkins HEUI

HydraulicallyActuatedElectronicallyControlledUnit Injection= Hidraulikusanmu-ködtetett,elektronikusanvezéreltbefecskendezo egység.

Felépítése:A szokásoscommonrail rendszerektol annyiban tér el, hogy hiányzik anagynyomásútüzeloanyagszivattyú,azonbanazeloszivattyúvalamivelnagyobb


nyomásonszállít,megközelítoleg 2.7bar-on. A tüzeloanyagilyen nyomássaljutel a hengerfejbenelhelyezettkülönlegesporlasztókig.Természetesena befecs-kendezésnemezena nyomásontörténik(4.21).

Érdekességea hidraulikus rendszerés az elektrohidraulikusporlasztók. Egynagynyomásúhidraulikaszivattyúbólésaz elektronikusvezérlésu nyomássza-bályozóbólálló egységa motor kenoolajánakegy részétfelhasználva normálüzemben30 - 200barközötti nyomásúhidraulikuskört táplál. Ebbena hidrau-likus körbentalálhatókaporlasztókis.

érzékelõk

gázpedál

vezérmûtengely

befecskendezésinyomás

turbonyomás

olajhõmérséklet

levegõhõmérséklet

barometrikusnyomás

kipufogónyomás

hidraulika

tüzelõanyag

elektronika

vezérlõ

meghajtó

tápszivattyú

tüzelõanyagtartály

motorolaj teknõ

nagynyomásúhidraulikatápegység

4.21.ábra.PerkinsHEUI rendszervázlat

A legérdekesebbazonbanaporlasztó(4.22),amiháromfo részbol áll:

– elektromágnesesszelep

– nyomásnövelo dugattyú

– porlasztócsúcs

A porlasztómuködésénekháromfázisavan:


Muködésielve:

4.22.ábra.PerkinsHEUI porlasztóegység

1. Alaphelyzetbena porlasztóbantalálhatóelektromágnesesszelepnyugalmihelyzetbenvan,a hidraulikuskör zárt. A tápszivattyúfeltölti a nyomásnö-velo dugattyúalatti terettüzeloanyaggal,ezzela dugattyútfelso holtpontihelyzetbetolja. A feleslegesgázolaja nyitott tehermentesíto nyilásonke-resztülvisszafolyika tartályba

2. Befecskendezéskor azelektronikamuködtetiazelektromágnesesszelepet.Ez zárjaa tüzeloanyagbe-éskiömlo nyilását,ésnyitja a hidraulikussze-lepet. Ekkor a nagynyomásúhidraulika(keno) olaj a nyomásnövelo du-gattyúfeletti térbeáramlik, ésazt lefeléelmozdítja.A dugattyúkenoolajésgázolajoldali részekülönbözo átméroju, a felületeikaránya1:7. Ezértamintegy 200bar-oshidraulikuskör hatásáraaporlasztásinyomás1400barkörüli értéklesz.

3. Tehermentesítésifázis.Amint azelektromágnesenfolyó árammegszakad,a szelepvisszatéralaphelyzetbe.Ekkor a hidraulikusbeomlo csatornazár,


a kiömlo csatornanyit, így lecsökkena nyomásnövelo dugattyúfölötti tér-bena nyomás.A tüzeloanyagbe-éskiömlo csatornais nyit, így a nyomáslecsökkenéseutána tápszivattyúelkezdia feltöltést.

Az elektronikanagyonfejlett, rengeteg funkció ellátásáraképes.CAN buszse-gítségévelegyüttmuködikajármu többivezérloegységével,így képesapéldáulasebességfokozattólfüggo nyomatékgörbeválasztásra,tempomat,kipörgésgátlóésegyébfunkciókra.Nagyonkifinomult hibakezelésselrendelkezik,ahibajelle-gétol függoenkorlátozzaamotormaximálisnyomatékátés/vagyfodrulatszámát,szükségeseténleállítja amotort.

109

5. fejezet

Elektr onikus vezérlo ésszabályozóberendezések

110 5. FEJEZET. ELEKTRONIKUS VEZÉRLO ÉSSZABÁLYOZÓBERENDEZÉSEK

5.1. Fékszerkezetek

5.1.1. Elektronikus blokkolásgátlóberendezés

A motorelektronikákutáneloszörazelektronikusblokkolásgátlók(ABS, Anti Block-ier - System)kezdtekelterjedni. Az elektronikanélküli kivitel nagyonbonyolult ésdrága,így szintekizárólagcsaka repülogépekenalkalmazták.Ma már a középkate-góriásszemélygépkocsiknális szériatartozék,ésazeurópaieloírásokszerintbizonyoshaszongépjármu kategóriákbankötelezo felszerelés.

A szabályozáscélja

A jármukerekeáltalkifejtheto fékero,

5.1.ábra.Fékero ésoldalvezeto ero a kerékcsúszás

függvényében

illetve oldalvezeto ero függ a kerékcsú-szásmértékétol.

Az 5.1ábránlátható,hogyegy bizo-nyos határontúl hiábanöveljük a kere-kek lefékezettségét,a fékhatásmárrom-lik. Ennélmégrosszabbaza tény, hogyekkormárakerékoldalvezetoerejeis ro-hamosancsökken, teháta jármu irányít-hatóságaésiránytartásaleromlik.

A szabályozáscéljamegközelíteniamaximálisfékhatást,de a kerekek lefé-kezettségétastabilágontartva. Így csök-kentheto a fékút,ésamimégfontossabb,a jármu a fékezésalattis kormányozhatómarad,ami a balesetekelkerüléséhezlé-nyegessegítséga vezetonek.

A szabályozásmódja

Ahhoz,hogyegy fizikai folyamatotszabályoznitudjunk,két dologravanszükségünk:adatokrólmagáróla folyamatról, ésa beavatkozásilehetoségre. Amint az az 5.1 islátható,a számunkrafontosjellemzo a kerékcsúszás.Ennekméréséreazonbannincsolyanjeladó,amelymegbízható,olcsó,ésmegfelelo azélettartama.Ehelyettazelekt-ronika a kerekek forgásisebességétméri, ésebbol számoljaa kerékszöggyorsulási(negatívértékeseténtermészetesenszöglassulási)értékeket. A beavatkozása féknyo-másváltoztatásával lehetséges,amitelektromágnesesszelepeksegítségével végezel azelektronika.A rendszerfelépítéseaz5.3ábránlátható.

5.1. FÉKSZERKEZETEK 111

A csatornákszámaaztjelenti,hogyaszabályozórendszerafékrendszerhány pont-ján képesa féknyomástegymástólfüggetlenülvezérelni. Az 5.4 ábránláthatóné-hány változatkéttengelyesjármuvekre,többtengelyesjármuveknéltermészetesensok-kal többa lehetségesváltozatokszáma( példáullásdaz5.5ábra).

A szabályozásfolyamatátaaz5.2áb-

5.2.ábra.BoschABS szabályozásiciklus lefolyása

rán tekinthetjükmeg. Az ábrafelso ré-széna jármusebességés egy kerék ke-rületi sebessége,középena kerékkerü-leti sebességébol számoltszöggyorsulás,alul aféknyomásváltozásaláthatóazidofüggvényében. A fékezéssoránamintegy kerékszöglassulásiértéke átlépegyelore beprogramozottértéket (t1, -a), azelektronikanemengeditovábbnöveked-ni az ehheza kerékheztartozóféknyo-mást. Ha a keréktovábbrais lassul,ak-kor az elektronikacsökkentenikezdi aféknyomást(t2). Ennekhatásáraa ke-rék lassulásacsökken,ekkor az elektro-nika megszüntetia féknyomáscsökken-tését(t3). Így mosta kerékrekisebbfé-kero hat,ezértgyorsulnikezd.Amint eza gyorsuláseléri a +A értéket, az elekt-ronika növelni kezdi a féknyomást(t4).Amint a gyorsulásmegszunik, az elekt-ronika ismét állandóféknyomásértékettart fenn (t5). Ha ezenféknyomáshatá-sáraakeréktovábbgyorsul(t6),akkorazelektronikaismét növeli a féknyomást.Ha ennekhatásáraa kerék lassulásakövetkezik be (t7), akkor a szabályozásiciklushasonlóanfolytatódik,mint a t2 idoponttól.

Ettol részbeneltéro szabályozásiciklus is lehetséges.Az egyesBENDIX rendsze-reknél(példáulPeugeout405)hiányzik a nyomástartásifázis(t1 – t2, t3 – t4), viszontanyomásnöveléseéscsökkentésekétkülönbözo sebességgellehetséges.Így gyorsab-banreagála rendszer, éskevésbéérezheto a fékpedálonpulzálás.

A haszonjármuvekenaz ABS elterjedésekésobb kezdodött. Ennekoka az, hogya surített levego fizikai tulajdonságaijelentoseneltérneka fékfolyadékétól.Gyorsésmegbízhatómuködésu elektropneumatikusszelepeket kellet kifejleszteni. A jármu-konstrukcióis alapvetoeneltér a személygépkocsitól, továbbáa jármu tömege jelen-


K

Elektronikus vezérlõ egység

5.3.ábra.Személygépkocsiblokkolásgátlórendszervázlata

1234567

Négycsatornás rendszerekHáromcsatornás rendszerekKétcsatornás rendszerek

Mágnesszelep

Fordulatszám

-érzékelõ

5.4.ábra.A szemelygépkocsiblokkolásgátlórendszereknéhány változata


tosenmegváltozhata nagymennyiségu rakomány hatására.Tekintsükát azegyesha-szongépjármu - ABS szabályozásimódokat.

Egyedi szabályozás: IR = IndividualRegelung.A kerekekfékezonyomatékátkülön-külön, a legnagyobbtapadásitényezonekmegfeleloenszabályozzák.Általábana hátsófutómunélhasználatos,ezzelérheto el a legrövidebbfékút. Ha a bal ésjobb oldali kerekek között nagya tapadásitényezo különbség,akkor az ABSbeavatkozásakor nagy perdíto nyomatékkeletkezik. Kisebb tapadásitényezokülönbségeseténa gépkocsivezeto eztkormánymozdulattalhelyesbítheti.Ha ahátsókerekekilyen szabályozássalvannakellátva,akkor azelso futómuvönettöleltéro szabályozásimódszertkell alkalmazni.

Alsószintu szabályozás: SLR= Select-Low Regelung.Haszonjármuvekfelemelhetovagyszabadonfutóhátsókerekeinélalkalmazzák.A fékezonyomástmindkétke-réknélegyformán,azelobbmegcsúszókeréknekmegfeleloenállítja beazelekt-ronika. A gépkocsiranemhat perdítonyomaték,a jobb tapadásitényezoju ke-réknélpedigjelentosoldalvezetoero-tartalékáll rendelkezésre.Hátránya, hogya fékúta kisebbtapadásitényezonekmegfeleloenmegnövekszik.

Módosított egyedi szabályozás: MIR = Modifizierte Individual Regelung.Ha a fu-tómu kisebbiktapadásitényezoju kerekemegközelítiablokkolásihatárt,a rend-szercsökkenti a fékezonyomatékot az optimáliskerékcsúszáseléréséig.Eköz-bena másikkeréknélnyomástartásvalósulmeg. Késobbazelektronikafokoza-tosannöveli anagyobbtapadásitényezoju keréknélafékezonyomást,azoptimá-lis fékhatáseléréséig.Igy haa jobb ésbal oldali kerekekközöttnagya tapadásitényezo különbség,akkor is csakmérsékelt perdítonyomatékkeletkezik. Ekkora vezeto kismértéku kormánymozdulattaltarthatjairánybana jármuvet. Elso fu-tómunéllegtöbbgyártóezta módszertalkalmazza.

Módosított tengelyszabályozás: MAR = Modifizierte Achs Regelung. Ez egy kü-lönlegeseseteaz alsószintu szabályozásnak.Olyan gépkocsikon alkalmazzák,melyekelso kerekeit hidraulikusfékkel látjákel, miközbenahátsókatsurítettle-vegovel fékezik.Mind anégykerékfordulatszámátkülön-különérzékelo figyeli,decsakhárommágnesszelepesABS rendszertépítenekbe.Az elso kerekekkö-zösABS csatornárakerülnek,így azokfékezonyomatékaazonosértéku. Ezt aszabályozásiváltozatothasználjákpéldáula pótkocsik WABCO VARIO-C tí-pusúblokkolásgátlóinál.A két jeladójelébol egy speciálisankifejlesztettlogikaiáramkörképezegyetlenvezérlojeleta közösmágnesszelepmuködtetéséhez.

Módosított oldalszabályozás: MSR= ModifizierteSeitenRegelung.Pótkocsikiker-tengelyeinalkalmazzák.A négykerékszögsebességjeladójeleinekkiértékelése


utánegy-egy mágnesszelepa jobboldali, illetvebaloldali két-kétkerékféknyo-másátállítja be.

2S/1M 2S/2M

4S/2M 4S/3M

S -> szenzor

M -> mágnesszelep

5.5.ábra.PótkocsikonalkalmazottlégfékesABS változatok

5.1.2. Kipör gésgátlók

A kerekeknemcsakfékezéskor csúszhatnakmeg, deelinduláskor vagyeroteljesgáza-dáskor is. Személygépkocsiknálezakkor szokott megtörténni,haelinduláskor jelentostapadási-tényezo különbségvana két kerékközött (példáultélenazút szélérol, befa-gyott víztócsárólkell elindulni). Ez a kiegyenlítomu (differenciálmu) muködésemiattmeg is hiúsulhat.Ekkor megoldástjelentakipörgo kerékenyhefékezése.Igy akisebbtapadásitényezoju kerékis nyomatékkalterheli a kiegyenlítomuvet, teháta nagyobbtapadásitényezoju kerékis tudvonóerot kifejteni.

Az elektronikusszabályozórendszerekelonyét jól mutatjaaza tény, hogyazilyenrendszerukipörgésgátló(TCS= TractionControlSystem,ASR= Antriebs-SchlupfRe-


gelung)megvalósításáhozameglévoABS alkotóelemeielegendoek,csakavezérlopro-gramotkell kibovíteni. Ez, a kizárólaga kipörgo kerékfékezésével muködo rendszercsakkis haladásisebességnéladkielégíto eredmény. Nagyobbsebességeknélszüksé-geslehetamotorteljesítmény korlátozásais. Ehhezazonbanazkell, hogyazABS/ASRvezérloelektronikájaésa motorvezérlo elektronikakommunikálnitudjonegymással.

A motornyomatékátamotorvezérlo elektronikatöbbféleképpencsökkentheti.Di-eselmotoroknálelegendo a ciklusadagcsökkentése.Otto motoroknálelvileg kétfélemegoldáslétezik. Amennyibena gázpedálésa pillangószelepközött nincsmechani-kus kapcsolat,úgy a motorvezérlo elektronikaképesa pillangószeleprészlegeszárá-sára.Ahol ilyen berendezésnincs,ott azelogyújtáscsökkentésejelenthetmegoldást.Mindkét esetbenmerülnekfel gondok. A pillangószelepzárásáraa motorviszonylaglassanválaszol,így a jármu elveszíthetistabilitását.Az elogyújtáscsökkentéseazon-nali motornyomatékcsökkenéstokoz,dehatartósanésnagymértékbentörténik,akkora kipufogógázokhomérsékletemegno, ésezkárosa kipufogószelepekésa katalizátorélettartamaszempontjából.

Egyszerubb rendszerekcsak30 - 40 km/h alatti sebességeknélmuködnek,éski-zárólaga kipörgo kereket fékezik. Összetettebbrendszerekkis sebességnéla kerékfé-kezés,nagysebességnélpediga motornyomatékcsökkentésmódszerétalkalmazzák.A motorvezérlo elektronikákelso lépésbencsökkentik az elogyújtást,majd a pillan-gószelepeta kívánthelyzetbeállítják, ésfokozatosanvisszatérnekanormálelogyújtásértékhez.

5.1.3. Elektropneumatikusfékek

A légfékesjármuvekblokkolásgátlójánaktovábbfejlesztésébol jött létreazelektropne-umatikusfékrendszer(EBS = ElectronicBrake System). Nagyszeru példájaannak,hogyegy olyanhosszúévek alattkiforrott mechanikusrendszert,mint a légféket,mi-képpforradalmasíthatjaazelektronika.Mivel a rendszertöbbvezérloegységbol áll, ésegy jeladójele többvezérloegységszámárais fontos,a gyártóktöbbnyire CAN buszthasználnak.A rendszertervezésekor elsodlegesszempontvolt a biztonság.Az elekt-ronikus légfékrendszermellett egy kétkörösbiztonságilégfék (úgynevezettback-up,tartalékkör) is beépítésrekerült. Jelenleg a KNORR-BREMSE,BOSCH,LUCAS ésWABCO cégekállnakélena fejlesztésben.Rendszereika részegységekmuködésébenkülönböznekegymástól,dealapvetoenazonosfunkciókatlátnakel.

A rendszerelemei

Fékjeladó: Szerepekettos. Egyrésztelektromosjeladó,amelya fékpedálelmozdulá-sátérzékeli tehátarányosa vezeto fékezésiszándékával. Másik funkciója,hogy


5

5 5

5

4 4

3

2

2

6

1

5.6.ábra.EBSrendszerfelépítése.1 vezérloegység,2 levegotartályok,3 fékjeladóés

fofékszelep,4 tengelymodul,5 ABS modul

ezta jeleta hagyományospedálszelepkéntpneumatikusútonis létrehozzaa tar-talék körök számára. Így az elektronikusrendszerhibája eseténis fékezhetomarada jármu.

Tengelymodul: A tengelyféknyomásátállítja elo. EzanyomásazABS szelepekköz-vetítésével érvényesüla fékkamrákban.A tengelymodulkülönlegesszelepeketalkalmaz,ezzelbiztosítjaa nyomásgyors felépüléséta fékkamrában.Amikornyomáscsökkento szelepkéntmuködik, akkor a feleslegesnyomástnema sza-badba,hanema tartalékkörbeengedi. Így a tartalékkör a mágnesszelepekhi-bája eseténis muködoképesmarad. A szelepérzékeli a tartalékkörbenlévonyomástis, ésazelektronikahibájaeseténkizárólage jel alapjánképesfékezniazelso tengelyt. Tehátnormálmuködéseseténa normálésa tartalékrendszeregyüttesnyomásátszabályozzaaz elektronika,ésez hat a fékkamrákban.Azelektronikusrendszermeghibásodásaeseténkizárólaga tartalékkör nyomásafékez,deanyomásnemszökhetel a normálrendszerbol, mertlegrosszabbeset-


benis a tartalékkörbekerül. A tartalékkör lefújása(így anormálrendszeréis) apedálszelepenkeresztültörténik. A elso tengelymodulbonyolult muködésu, deegyszeru kialakítású,részletesebbleírásáraterjedelmiokokbólnincsmódunk.

Központi vezérloegység:A feladatakülönbözo rendszereknélmásésmás. Általá-nosanelmondható,hogy a nyomáséscsúszásszabályozástvégzo programok–amelyeksebességeaz irányításszempontjábóldönto jelentoségu – rendszerinta tengely- vagy kerékmodulelektronikájánfutnak. A központi egységlátjael a "lassúbb"feladatokat,mint példáula EBS muködésénekkoordinációját,a fékbetét-kopásszabályozást,adatcserétmásjármuegységekkel. ÁltalábanazEBS-nekegy külön CAN buszvan,deekkor azEBSközpontivezérloje csatla-kozik a jármu központiCAN buszárais. Innenvesziamotoradatokat(motorfor-dulatszám,gázpedálállás),váltóadatokat(fokozat,jármusebesség),elektronikusfelfüggesztés(légrugónyomás,tehátterhelésiadatok),deutasíthatpéldáula re-tarderbekapcsolására.Ez ad információtmásintelligensrendszereknek,mintpéldáula menetdinamikaiszabályozó(DSC)ésadaptívsebességéskövetésitá-volságtartó(ACC).

Nyomásszintszabályozás: Az EBSegy, a kívántlassítássalarányosjelet kapa veze-totol, vagyegyébszabályozórendszertol (példáulkövetésitávolságtartás).En-nek alapjáneldönti a cél globális lefékezettséget.Ennekismeretébeneldönti,hogy ezt hogyanéri el. Az üzemi lassításoktöbbségekis mértéku lassítás,ezelérheto motorfékkel, a retarderbekapcsolásával vagyazüzemifékrendszerrel.Amennyiben az üzemi fékrendszertkell használni,az EBS nyereg vagy vonó-pont ero alapjáneldönti, hogy a vontatóvagy a pótkocsi fékezzen,ésmilyenmértékben.A döntésnekmegfeleloenkivezérlia elso éshátsótengely, továbbáa pótkocsiféknyomást.Jellemzo azelektronikamuködésisebességére,hogyezadöntésifolyamatrövidebbidot veszigénybe,mint ahagyományoslégfékrend-szerekbenanyomáseljutásaapedálszeleptol a fékkamrába.

A rendszerfunkciói

Az alábbiakbancsaka jármu üzemeltetoje ésa vezeto szempontjábóllényegesEBSfunkciókatmutatjukbe.

Lefékezettségszabályozás: Az EBSegyik legfontosabbjellemzoje,hogya jármu le-fékezettségeaterheléstol függetlenülszabályozható,amiaztjelenti,hogyazonosfékpedálálláshozazonoslefékezettségtartozik,a jármu terhelésétol függetlenül.A befékezésiésfékoldásikésedelem,valaminta fékrendszereredo hiszterézise


Intelligens rendszer fedélzeti rendszer vezetõ szándéka

globális lefékezettség meghatározása

motorfék üzemi fék retarder

vontató pótkocsi

elsõ tengelyelsõdl. köv

hátsó tengelyelsõdl. köv

elsõ tengelyvégl. köv

hátsó tengelyvégl. köv

elsõ tengelyféknyomás

hátsó tengelyféknyomás

pótkocsiféknyomás

vezetõ és más rendszer szándéka

fékhatás elosztás

vonópontierõ szábályozásfékmelegedés

menetdinamikai szabályozó

terhelés függõfékerõkopásszabályozás

ABS, ASRmeneetdinamikai szabályozó

nyomásszabályozási hurkot - EBS szelepek

5.7.ábra.EBSrendszernyomásszintmódosításfolyamatábrája

jelentosencsökken. Ezáltala jármu vezetojénekolyan érzésevan, mint a sze-mélygépkocsik fékezésénél.Természeteseneros, hosszantartó fékezésnélfel-melegedettfékek eseténa vezetonek– a rendszerfigyelmeztetésénkívül – vanvisszacsatolásaa lecsökkentfékerorol.

Fékero elosztás: Mivel a hátsótengelyterhelésea rendszerszámárapontosanismert- hiszenméri a légrugókbelso nyomását- a tengelyekközötta fékero pontosanelosztható.Ezeka paramétereka jármugyártógyártósoránakvégénbeprogra-mozható(EOL-P= EndOf Line Programming,(gyártó)sorvégiprogramozás).

Betétkopásszabályozás: Ezafékeroelosztássalellentmondókritérium. Az EBScsakkismértéku lefékezettségnélveszifigyelembeabetétkopást,ezzelelérheto,hogya jármu fékbetétjeiegyenletesenkopjanak.


Vonóponti eroszabályozás: Az EBS-szelszereltvontatójármu eseténaz egyébkéntismeretlenkarakterisztikájúpótkocsilefékezettségigörbéjétavontatójármuéhezközelíthetjük.Így csökkenavontatófékbetétjeinekkopásais. A CFC(CouplingForceControl,vonópontieroszabályozás)alapelveegyszeru. Megvalósításátne-hezíti,hogya vonópontiszenzorokalkalmazásanöveli a rendszerköltségeit.AKNORR-BREMSErendelkezik egy bejegyzettszabadalommal,amelya vonó-ponti ero ismeretenélkül is kielégíto szabályozástteszlehetové.

Kiegészíto (nemkopó) fékek: Egy gyakorlott vezetonekis nehéza hajtásláncbaépí-tett nemkopó fékek (motorfék, retarder)optimálishasználata.Az EBS meg-oldja,hogytartóslejtmeneteseténis azüzemifékcsakannyira leszigénybevéve,amennyire a kívánt lefékezettségésa kiegészíto fékekkel elérheto lefékezettségközötti különbségindokol.

Elindulás emelkedon: A vezeto egy, amuszerfalonelhelyezettgombbalkapcsoljaeztafunkciót. A jármu fékei úgyoldanak,hogyvisszagurulásnetörténjen.Hasonlófunkció az ajtózárfunkció, amit buszoknálalkalmaznak. Ez alapjána jármunemképeselmozdulni,amígazajtók nyitvavannak.Mindkét funkció kevesebblevego felhasználásával megoldhatómint ahagyományoskézifék,mivel azEBScsakaz átmentirögzítéshezszükségesmennyiségu levegonyomástvezérli ki afékkamrákba.

Javított ABS/ASR: Az EBS nagyonsok információttárol éstart karbana fékekrol,ezzela hagyományosfékfunkciókpontosabbanvezérelhetok.

Fékhatáscsökkenésészlelése:az EBS észleli, ha a fékek hatásfokavalami okbólcsökken(példáultúlmelegedés).Eztkijelzi amuszerfalon.

Hibajelzésekésfékdiagnosztika: A hagyományos fékrendszerekbenhibajelzésreabeépítettnyomáskapcsolókáltal vezéreltfékrendszeriésazABS öntesztjénala-puló ABS figyelmezteto lámpákhasználatosak.GyorsdiagnosztikátpedigcsakazABS hibatárolókiolvasásajelenti. Az EBS-nekkiterjedtszenzorrendszereésöndiagnosztikáraalkalmaselektromágnesesszelepeimiatt számostovábbilehe-toségetkínál,aminekfelsorolásais hosszadalmaslenne.

Az EBS biztonságifilozófiája

Az EBS-szelszembeniegyik legkomolyabbfenntartása rendszerbiztonságával kap-csolatos.MivelazEBSafékhatástelekronikusanváltjaki, nagyonfontosfeltétel,hogya rendszersemmiképpenselépjenmuködésbe,ha azt valami jól definiált körülménynemindokolja. Ilyen példáulavezeto szándéka,vagymásintelligensrendszerjelzése.


Hasonlóanfontos,hogya megfelelo fékhatásazelektronikusrészrendszermeghibáso-dásaeseténis kifejtheto legyen.

Az elso feltételta tervezésésa rendszerszoftverbiztosítja.Amennyibena szoftverhibát észlel,átkapcsola tartalékrendszerre.Teljeselektronikushiba eseténa jármutisztánpneumatikusanfékezett,nemmuködik azABS/ASRrendszersem.Amennyi-ben a vezérlo olyan hibát észlel(példáulnyomásszenzorvagy szelephiba), szinténtartalékrakapcsolva pneumatikusanmuködtetia fékeket, deazABS funkció ekkor ismuködik. Ezazátkapcsoláscsaka hibáskörbentörténikmeg.

További feltétel az elektronikusfékrendszerpneumatikusfékmuködteto (elso éshátsófékkör), illetve pótkocsifékvezérlo köreinekfüggetlensége,a kétköröspneuma-tikus tartalékrendszerésaelso tengelyenalkalmazottredundancia.

Eloírások

Az európaifék-típusvizsgálatokalapjátképezo ENSZ-EGB(ECE)13. eloírás,illetveazzalpárhuzamosanfejlesztett71/320-aseurópaiközösségidirektíva (EEC) korábbiváltozataiEBS-revonatkozórészeket – értelemszeruen– nemtartalmaztak,így szük-ségessévált ezekmódosítása.Az ECER 13 09-essorozatúmódosítása,amely1997.januárjábanlépetthatályba,mártartalmazzaazokatakiegészítéseket,amelyekalapjánelvégezheto azEBSrendszerek"eloírásszeru" tervezéseésvizsgálata.A részletekkö-zül kiemelendo azelektromoscsatlakozók(ISO DIS 7638)ésazadatátviteliprotokoll(ISO11992)megadása.

5.2. Er oátviteli rendszer

Az eroátviteli rendszerbenazelektronikafeladataleheta sebességváltó,a differenci-álmu vagydifferenciálmuvekésazöszkerékhajtásvezérlése,szabályozása.Logikailagide tartozik a blokkolásgátlóknálismertetettkipörgésgátlóis, de azérttárgyaltuk ott,merta beavatkozószervea fék, ésazABS rendszerelemeithasználja.

5.2.1. Sebességváltókvezérlése

Automatasebességváltókatmárrégótahasználnakszemélygépkocsikbanésvárosibu-szokban.Ezekáltalábanhidrodinamikustengelykapcsolóval ésbolygómuvesáttéte-lekkel rendelkeznek. A kapcsolástegy hidraulikuskör vezérli, a bemeno éskimenotengelyfordulatszámatovábbáazeloválasztókar helyzetealapján.Természeteseneza berendezésis "okosabbá"teheto elektronikaalkalmazásával. Az elektronikaterje-désével a haszongépjármuvekenis megjelentekazelektronikussebességváltók.Ezek

5.2. EROÁTVITELI RENDSZER 121

többnyire nema személygépkocsiknálismertautomataváltók, mivel ezekhatásfokanema legjobb. Itt szintekizárólaghagyományossebességváltókatalkalmaznak,mec-hanikustengelykapcsolóvalvagytengelykapcsolókkal.Ezekelektronikusvezérlésétazteszilehetové,hogyhaszonjármuvekenáltalábanlétezikkiegészíto energiaforrás(surí-tett levego, hidrosztatikusrendszer),vagya nagyobbmotorteljesítmény lehetovéteszia sebességváltóbaépítetthidrosztatikusrendszerhajtását. A hidrosztatikusrendszertöbbnyire egybena sebességváltókenorendszereis, hajtása0,5 - 1 kW teljesítménytigényel. Ezek a sebességváltóka vezeto szempontjábólnézve automataváltók, deszerkezettanilagazoktóljelentosenkülönböznek.

Nemtérünkki a muködteto szerkezetekismertetésére,inkábba sebességváltóve-zérléslegnagyobbproblémájával,azúgynevezettmenetprogramokkalfoglalkozunk.

A menetprogramok

A hagyományosautomataváltók hidraulikusrendszerecsaknagyonegyszeru logikaikapcsolatokbeprogramozásáraalkalmas,akifinomult váltóvezérléspedigbonyolítottaa szerkezetet(kick-down kapcsoló,szívócsonyomásérzékelésmembránnal).

Már alegegyszerubbelektronikusvezér-

5.8.ábra.Sebességváltóvezérlés

menetprogramja

lésisképessokkaltöbbjellemzotfigyelembevenni, és ez alapjánkapcsolnia megfelelosebességfokozatot.Az alapinformációmin-denesetbena sebességváltóki- ésbemenotengelyekfordulatszáma,éstöbbnyireagáz-pedálállás.Az 5.8ábránegy menetprogramlátható.A folyamatosvonala felkapcsolási,aszaggatottvonalavisszakapcsolásihelyze-tet mutatja.A régebbielektronikusrendsze-reknéllehetoségvolt a sportos(S),gazdasá-gos (E) és téli (W) menetprogramokközülválasztani. A mai elektronikákmár ennélsokkal kifinomultabbak,adaptívtanulássala vezeto vezetésistílusáhozésegyébrend-szerjellemzokhözalkalmazkodnak,így csaka téli programhozkell kapcsoló.

A váltóelektronikáka mesterségesintelligencia legújabbfejlesztésieredményeithasználjákfel. Az adaptívszabályozásúelektronikáktöbbnyire neurálishálók és /vagygenetikus(öntanuló,önmódosító)algoritmusfelhasználásával "tanulnak".A me-netprogrambana váltásipontokhatározottvonalkéntjelentkeznek,a hagyományoslo-gikával ezcsakígy írhatóle. Bizonyosüzemállapotokban(példáulhegymenet,városi


forgalom),elofordulhat,hogy a jármu tartósanegy ilyen pont közelébenüzemel,ígya feleslegesfel-le váltásokrontják a kényelmet,ésnövelik a fogyasztást.Erre meg-oldástazúgynevezettfuzzy logic (fuzzy = elmosódott,lágy, borzas).Ha példáulegyvezérloegységdiszkrétlogikát használva vezérelegy négysebességesváltót, akkor akövetkeztetésvégeredményenégyegészszám,amelyekközül3 db0 és1 db1-esvan.Amelyik pozíciónaz1-estalálható,aza fokozatkerül kiválasztásra.Fuzzylogikát al-kalmazva a kimenetszinténnégyszám,de ezekbármelyike tetszolegesértéket vehetfel 0 és1 között. Azt a fokozatotválasztjaki azelektronika,amelyiknéla legnagyobbértéket találja,de csakakkor, ha megfeleloennagyaz érték,éskello mértékbeneltérazaktuálisankiválasztottfokozathoztartozóértéktol. Ezzeljelentosencsökkentheto afeleslegesoda-visszakapcsolásokszáma.

5.9.ábra.Fuzzyéshagyományosváltóvezérlésösszehasonlításahegymenetben.

Nagyongyakrana vezérlésúgy épülfel, hogya szoftver a bemeno adatokalapjánfuzzy logika alkalmazásával eloállítja a kívánt fokozatot leíró számkombinációt,ésezekaszámok,továbbáazéppenkapcsoltfokozatismeretébenegy neurálishálódöntiel, hogymi legyena válasz.Az 5.9 ábrána hagyományosautomataváltó ésa fuzzylogikával vezéreltváltó üzeméthasonlíthatjukössze. Általánosságbanelmondható,hogya hagyományosváltó mindig felkapcsolt4. fokozatba,amikor a vezeto elvetteagázt. A fuzzy logikásrendszerazonbankésleltettea váltást,és3. fokozatbantartottaa váltót. Ennekeredménye képpenugyanazona szakaszona hagyományosváltó 46,


a fuzzy vezérléses15 sebességváltásthajtott végre. Jóval többettartottaa váltót 2.fokozatban(a kapcsolások9.1 %-a a hagyományos 2.8 %-al szemben),valamint3.fokozatban(61.9% - 39.5%), míg kevesebbethasználtaa 4. fokozatot(29.0% - 57.7%). Még jelentosebbkülönbségadódottlejtmenetben,ahol a fuzzy vezérlésszintevégig3. fokozatbantartottaa váltót,ezzelamotorfékjó kihasználásáttettelehetové.

A legnagyobbgonda menetprogrammegvalósításánál,hogya leggyorsabbésleg-intelligensebbvezérloegységis csaka pillanatnyi állapotalapjándönthet,ésnemlátelore. Így nemtudja figyelembevenni a forgalmi ésútviszonyokat. Az európaior-szágokbana gépkocsivezetéskultúrájamás,mint azUSA-ban.Itt inkábbszórakozás,szintesport,emiattjóval nagyobbazidegenkedésazautomataváltóktól.

Ezekazokok hoztáklétreazúgynevezettfélautomataváltókat. Itt a vezeto döntiel a sebességváltásirányát ésidopontját,dea váltástmárazelektronikavégziel. Bi-zonyoskategóriákbanegyre gyakrabbana jármuvet olyanelektronikussebességváltóvezérléssellátjákel, amelyikalkalmasmindautomata,mind félautomatamuködésre.

Sebességváltásvezérlése,szabályozása

Mind azautomata,mint a félautomataváltóknálszükségvanerre.Eleinte,azautomataváltóval szereltgépkocsikoncsakvezéreltékasebességváltást,mivel azautomataváltóaszerkezetikialakításarévénazerofolyamteljesmegszakításanélkülelvégezteakap-csolást.Ahogy a kényelmi elvárásoknövekedtek,valamintazelektronikusvezérlésu,de nem automataváltók terjedésével egyre nagyobbigény jelentkezetta kapcsolásifolyamatszabályozására,így simábbátételére.

Automataváltóknálsebességváltáskor nyomatéklökéskeletkezik. Ezt elektroniká-val kétfélemódonlehetcsökkenteni,demindkétesetbenamotorelektronikaközremu-ködéseszükséges.

Az elektronikusgázpedálhasználatával elérheto, hogy a gázpedálállásésa pil-langószelepnyitási szögeközötti kapcsolatváltoztatható.Az 5.10(a)ábrafelso részénláthatóapillangószelepnyitásaapedálútfüggvényében,azalsórészenpedigavonóeroa pedálútfüggvényébenmindkétfokozatban.Ennekeredménye az,hogyha a sebes-ségváltása pedálút20 %-alattmegtörténik,nemleszugrása vonóeroben.Ezenkívülavezeto aztfogjaérezni,hogyapedálútelso 20%-banazautóugyanúgy reagálmind3., mind 4. fokozatban,csakkésobbveheto észrekülönbség.Ezt a módszertinkábbcsakanagylökettérfogatúmotorralfelszerelt,amerikaijármuvekenalkalmazzák.

A másikmegoldásszerintamotorelektronikacsakakapcsolásifolyamatalattavat-kozik be.A váltóelektronikajelzi a kapcsolásidopontjátésirányáta motorelektronikafelé, és így az csökkentenitudja az elogyújtást. Ezáltal a jelentos mértékbencsök-kentheto anyomatékcsúcs.Azoknálaváltóknál,aholakapcsoláshoztengelykapcsolótkell muködtetni,az erofolyammegtorpanásajelent gondot. A fo tengelykapcsolóból


(a) Elektronikusgázpedálvezérlésa sebes-ségfokozatfüggvényében

(b) Sebességváltásalattimotornyomatéksza-bályozáséshatása

5.10.ábra.Sebességváltáskénmyelmétnövelo vezérlések

éshagyományossebességváltóbólálló rendszernéla motorvezérlésintenzívközremu-ködésérevanszükség,hasonlóana kézi váltásifolyamathoz.Mai vezérlésekképeseka nemszinkronváltók kezeléséreis, a kapcsolásiidot a tengelykapcsolókorlátozza.Versenyautóknálfelkapcsolássorána tengelykapcsolótnem mindig muködtetik, azelogyújtásszabályozásával érik el a megfelelo szinkronizálást.Így egy felkapcsolás0,03,a visszakapcsolás0,1-0,15másodpercalatt történikmeg. Közúti (nemverseny)alkalmazásoknála kapcsolásiido – kényelmi okokból– általában0,5- 1 másodperc.

Különlegesesetaz, amikor a sebességváltónem olyan felépítésu, mint az auto-mataváltók, detöbbtengelykapcsolótésesetleg bolygómuve(ke)t tartalmaz.Ekkor atengelykapcsolókátfedésselkapcsolhatók.Ez különösenfontosa talajmunkátvégzoerogépeknél,mert itt az erofolyam 0,5 másodperckörüli megszakadásaa gépcsoportmegállásáhozvezet.Ekkor a gépcsoportnakújból el kell indulniaésfelgyorsulni,amisokenergiát igényel, ésnéhaa talajviszonyok nemis tesziklehetové. Legújabbrend-szerekolyankifinomultak,hogya vezetobenszintea fokozatmentesváltó érzetétkel-tik.


5.2.2. Négykerék-hajtás ésdifferencálmu

Mezogazdaságierogépeken

A mezogazdaságierogépekena elso kerékhajtásátrégebbenhidraulikusrendszer, mamárnéhány esetbenelektronikakapcsolja.A programozásaviszonylag egyszeru. Ál-talábanháromesetlehetséges.Elso a kikapcsolt,másodikazautomatikus,harmadikakényszerhajtás.A másodikesetbenbizonyosfeltételekesetén(kormány elfordításeléregy bizonyosszöget,jármu haladásisebességnagyobba küszöbértéknélvagyutasításmásvezérloegységtol), azelektronikakikapcsoljaazelsokerékek hajtását.Ezenkívülbizonyostípusoknálazüzemifék muködtetésesoránmindenesetbenbekapcsolja.En-nekokaaz,hogyazüzemifék a sebességváltóután,azosztómu elékerült beépítésre,ésígy nemcsaka hátsó,deazelso kerekek is fékezettéválnak.

A differenciálzárhasználatajelentosennöveli a jármu mozgékonyságátrosszterep-viszonyok között,azonbanszilárdburkolatúútonbekapcsolva rontjaa kormányozha-tóságotéstöréseketokozhat.Traktorokongyakori adifferenciálmuvekhidraulikusve-zérlése,deterjedazelektronikusmegoldásis. Muködésimódjaihasonlóakaelsokerék-hajtásnálleírtakkal. Az elektronikahasználatátelsosorbana másrendszerekhezvalókönnyebbkapcsolódásindokolja.

Közúti járm uveken

Nagyobbsebességu jármuvekenis találkozhatunka négykerék-hajtáselektronikusve-zérlésével,deekkoravezérlésialgortimusteljesenmás.Alaphelyzetbenajármu kétke-rékhajtású,így kisebbafogyasztása,ésjobbamanoverezo képessége(parkolás),mintaz állandónégykerékhájtásnál.Muködésénekalapfeltétele,hogy együttmuködjönatöbbi fedélzetielektronikával.

Általábanaz ABS jeladóit használja.Ebbol értesüla hajtott kerekek fordulatszá-máról,ésígy adottszlipeléréseutánkapcsoljaazösszkerékhajtástvagyadifferenciál-muveket. Emelettbizonyossebességfelett megszüntetia differenciálzármuködését.

Szükségvanamotorvezérloegységtol kapottmotorforulatszámértékreis. Ugyanisezalapjántudjaellenorízni a kerékjeladókat.Ha a motorforulatszám12 - 20 másod-percig2000- 30001/minfölött van,ésnemforognakakerekek,azelektonikahibakód-ként tárolja. Ki tudjaszurni a meghibásodásbóleredo túl nagyfordulatszámotjelentojeleket is.

Új jeladókéntszerepelakormánykerékelfordulásérzékelo olyanjármuveken,ahola hátsókerekek állandóanhajtottak. A jeladó,valaminta (kanyarbanoldalankéntéstengelyenkény eltéro) kerékfordulatszám-jelekalapjánaz elektronikaki-be kapcsoljaazösszkerékhajtást,ezzelcsökkentvea túlkormányzottságot.


A vezérloelektronikaa féklámpakapcsolójelét is figyeli, és fékezéskor az ABSmunkájánaksegítésecéljábólkikapcsoljaaz összkerékhajtástésa differenciálzárakat(ezpontellentétes,mint a traktorokonalkalmazottalgoritmus!).

Ezenkívül a rendszertartalmazmégkülönbözo homérséklet-ésnyomásjeladókat(amenyibenelektrohidraulikusmuködtetésu), hogy a nemelektromoshibákatis ész-lelni éskezelnitudja.

Gyakori, hogy olyan differenciálmuvet alkalmaznak,amely alapesetbenis 25 –35 %-banönzáró,ésazönzárásmértékétazelektronika100%-ig módosíthatja.

5.3. Rugózásésfelfüggesztés

5.3.1. Szintszabályozás

A szintszabályozáscélja a karosszérialesüllyedésénekmegakadályozása.A túlzottlesüllyedésmegváltoztatjaa rugózásjellemzoit, a fényszórókszórásképét,dekülönö-senfontos olyan haszonjármuveken, amelyekfelépítménye valamelymásperemhezilleszkedik. Ilyen a buszoknála járdasziget,vagy teherautóknála rakodórámpa.Ra-kodórámpaeseténaz üresjármu magasabb,a rakott pedig jóval mélyebblehet,amimegnehezítia targoncásrakodást.

Szintszabályozásraa pneumatikusvagyhidropneumatikusrugózáskínál lehetosé-geta légrugóknyomásánakváltoztatásával. Bizonyosmegoldásokazösszestengelyrekiterjednek(példáulbuszoknál),de sokszorcsaka hátsótengelyeknélalkalmazzák(kombi személygépkocsiknál).Az érzékelok ésbeavatkozószervek számaattól függ,hogyaszabályozásthány tengelyen,éshogyoldalankéntfüggetlenülalkalmazzák-e.

Menetközbenavezérloajeladókjelétnéhány ezredmásodpercenkéntlekérdezi,deebbol többpercevonatkozóátlagotszámol,hogykiküszöböljeazútegyenetlenségekboladódónagyobbfrekvenciásváltozásokat.

Álló helyzetbenaszabályozássokkalgyakrabban,többnyire2 - 3 másodpercenkénttörténikmeg. A jármu álló helyzetétahagyományosrendszerekagépkocsiajtóknyitottvagy zárt állapotábólérzékeleik, CAN busszalrendelkezo jármuveken pedig a másadatokmellett a jármusebességésa kézifék állapotais hozzáférheto a vezérloegységszámára.

5.3.2. Lengéscsillapítókszabályozása

A futómu muködésétnemcsakarugók,a lengéscsillapítókis jelentosenbefolyásolják.Az elektronikaúgy tudjabefolyásolnia lengéscsillapítókarakterisztikáját,hameg-

változtatjaaz átömlo furatok méretét. Ezt általábana lengéscsillapítófelso részére

5.4. TRAKTOROK SAJÁTOSBERENDEZÉSEI 127

építettléptetomotorvagyegyenáramúmotorésmechanizmussegítségével tudjameg-tenni. A rendszera személygépkocsiknála vezeto igényétol (sportos,kényelmes)ésmenetsebességtol függoen, tehergépkocsiknálpediga terhelésfüggvényébenváltoz-tatjaa lengéscsillapítókkeménységét.

5.4. Traktor ok sajátosberendezései

5.4.1. Hárompont-függesztéselektronikus szabályozása

A traktorokhárompont-függesztoszerkezetehagyományosanrendelkezikero-,helyzet-, illetve vegyesszabályozásifunkciókkal már a 70-esévek óta. Ezeknéla kiemelohidraulikátegészítettékki mechanikusszerkezettel.

Jelenleg a70- 100kW motorteljesítményu traktoroknálszintekötelezo felszerelésa felfüggesztéselektronikusvezérlése(EHC = ElectronicHitch Control).

Szerkezetifelépítés

A rendszerelrendezéseaz5.11ábránlátható.Az ábraszámozásaitkövetve,azalábbifo alkotóelemeivannak:

1. Vezérlopult: innentudjabefolyásolnia gépkezelo a rendszermuködését.

2. Elmozdulásérzékelo: feladataa felfüggesztéshelyzeténektovábbításaazelekt-ronikához,ez a helyzetszabályozásalapjele. Általábankülönlegeskialakításúpotenciométer, a felfüggesztésfelso karjáhozkötve.

3. Vonóeroérzékelo, illetveérzékelok: A kétalsófüggesztokaronkifejtett vonóerotérzékeli, ezaz eroszabályozásalapjele.Ma többnyire magnetoelasztikuselvenmuködik. Régebbenebbol egyet, ujabbana két alsó karbankülön, összesenkettot építenekbe.

4. Hidraulikusvezérloegység:Ez a beavatkozószerv, a hidrosztatikuskör vezérlé-séreszolgál.Többnyire arányoskészülék,igényesebbkivitelnél léptetomotorosvezérléssel(példáulJohnDeere6000-essorozat).

5. Erogépsárvédojéreépítettkapcsolók: Gyors emeléstés süllyesztéstlehet ve-lük kapcsolni.Ez akkor hasznos,haa munkagépfel/le kapcsolásáta gépkezeloegyedülvégzi.

6. TLT csatlakoztatásátjelzo kapcsoló:nemmindentípusnálszerepel,a TLT vé-delmemiatt szükségeslehet.


5.11.ábra.Elektronikusanvezérelthárompontfelfüggesztés:1. vezérlopult,2. elmozdulás

érzékelo 3. vonóero érzékelo, 4. hidraulikusvezérloegység,5. külso kapcsolók,6.TLT csatlakozástérzékelo kapcsoló,7. elektronikusvezérloegység

7. Elektronikusvezérloegység

5.4. TRAKTOROK SAJÁTOSBERENDEZÉSEI 129

Rendszerfunkciók, elonyök

– Az elektronikusmuködtetéssegítségévelavezérlokaregyhelyzeteegyértelmuenmegfelel a felfüggesztésadotthelyzetének,vagyislineárisa szabályozás.A ha-gyományos kiemelo hidraulikáknála kar lenyomásával indul az emelésvagysüllyesztés,ésafelfüggesztéshelyzeteanyitvatartásidejével szabályozzaagép-kezelo. Ekkor a szabályozásintegrális. Lineárisszabályozáseseténegy adotthelyzetkevesebbgyakorlattal,jobb ismételhetoséggelállíthatóbe.

– Gyorsemeléséssüllyesztésfunkciója(QRL = Quick RaiseandLower). A fel-függesztéshelyzetéta vezérlo karonáltalábanegy külön potméterrela munka-gépfelso, kiemelthelyzetétlehetbeállítani,aszabályzókarralpedigamunkagépmunkahelyzetét.A fogásvégéreérve nemkell a szabályzókartelmozdítaniamunkahelyzetbol, elegendo a két nyomógombközül a felsot megnyomni. Ek-kor azelektronikusvezérloegységazütközo általbeállítottfelso helyzetbeemelia munkagépet.A fordulót befejezve a kar oldalánelhelyezkedo alsó nyomó-gombotmegnyomvaamunkagépvisszaállaszabályzókaráltalbeállítottmunka-helyzetbe.Az emeléséssüllyesztéssebességeis elektronikusanszabályozható,kiviteltol függoenakármunkafolyadék-homérsékletenalapulóautomatikuskor-rekcióval.

Némelygyártmánynála rendszerérzékeli, aminta munkagépérintkezik a talaj-jal, ésa hidraulika egy rövid ideig tartó nyomásnövelésselsegíti a munkagéptalajbahatolását(QuickPull-in).

– A sárvédoreszereltmuködteto gombokjelentosengyorsítjáka munkaeszközökfel- éslekapcsolását.

– Aktív munkagéplengéscsillapítás.A 70 - 100kW vagymégnagyobbmotortel-jesítményu erogépeknagyméretu éstömegu függesztettmunkagépekethordoz-hatnak,amelyekanagyobbsebességu haladáskoragépcsoporteroteljeslengésétokozhatják.Ez a lengésveszélyesmértékbencsökkenthetia gépkormányozha-tóságátésnagyonkényelmetlen.A vezérloelektronikaérzékeli e mozgást,ésahidraulikusemeloszerkezetbenúgy szabályozzaa nyomást,hogy a munkagépnagyonkis mértéku emelésével éssüllyesztésével csillapítsaagépcsoportlengé-seit.

5.4.2. Fordulóvezérlo rendszer

A hárompont-függesztésvezérlésénélismertetettgyorskiemelésfunkciótkiegészíthet-jük a differenciálmu, a TLT ésazelsokerékhajtáskapcsolásával. Amikor a gépkezelo


afordulómegkezdésekormegnyomjaagyorskiemelo gombot,megkezdodik amunka-gépkiemelése.A kiemelésközbenazelektronikautasítástada differenciálmu, a TLTés az elsokerék-hajtáskikapcsolásárais, az elore beállitott sorrendnekmegfeleloen.A fordulót elvégezve, a gépkezelo a gyors süllyeszto gombotnyomja meg. Ennekhatásáramegkezdodik a munkagépsüllyesztése,megtörténik a differenciálzárés azelsokerékhajtásvisszakapcsolása.A TLT-t biztonságiokokbólmindenesetbena gép-kezelonekkell bekapcsolnia.Ezt a rendszertnevezzükfordulóvezérlo rendszernek(HMS = HeadlandManagmentSystem). A rendszerlehetovéteszi,hogyakezelo beál-lítsaa ki- ésbekapcsolásokidozítését,eseményhezkötését(példáulTLT kikapcsolásaa munkagép10 %-oskiemeléseután). A vezérloegységrendelkezik egy továbbibiz-tonságifunkcióval: adifferenciálmuvetésazelsokerékhajtástcsakbizonyossebesség,általában12km/h alatti sebességeknélkapcsolhatjabe.

A rendszernagybancsökkentiagépkezelo terhelésétafordulókban,így lehetoségetbiztosít a munkasebességnövelésére.Hátránya, hogy beállításameglehetosennagyszakértelmetkíván,deeza szakszervizfeladata.

5.4.3. Teljesítménymonitor

A teljesítmény monitor ( PerformanceMonitor) feladataa gépkezelo tájékoztatásaagépcsoportteljesítményét befolyásolójellemzökrol. Ez egy fedélzetiszámítógép,amiabbantér el a többi hasonlóberendezéstol,hogyáltalábanközvetlenülnemszabályozsemmilyenfolyamatot,viszontrendelkezikkijelzovel ésbillentyuzettel.

A hagyományos rendszersaját jeladókathasznál. Korszeru gépeknéla teljesít-ménymonitor a fedélzetibuszrendszerhezkapcsolódik,így csaka radarossebesség-méro az,amitbekell építeni.

A rendszerelemei:

– Motorfordulatszámjeladó.

– Fedélzetiradar:kisteljesítményu radarjeletbocsátki, ésa talajról visszaverodöttjelekbol a dopplerhatásalapjánkiszámítjaa gépvalóssebességét.

– Sebességváltókimeno tengelyfordulatszámjeladó:eza kerékfordulatszámmalarányos,így azelozo jellel együttalkalmasa kerékcsúszásszámítására.

– TLT érzékelo: egy kapcsoló,amelyeta felcsatlakoztatottTLT tengelykapcsolbe.

– TLT fordulatszámválasztóérzékeloje (540/10001/min).

5.5. ÖSSZETETTSZABÁLYOZÓRENDSZEREK 131

– Eseményszámlálónyomógombja:nemmindenrendszernélszerepel,a gépke-zelo kézzelmukodtetvehasználhatjaesemények számlálására(példáulbálázás-kor, vagyfordulószámlálásszállításkor)

– Elektronikusegységkijelzovel ésbillentyuzettel.

A bemeno jelekbol, továbbáabeállítottmunkagépszélességértékbol azelektronikakiszámítjaéskijelzésrekiválaszthatóka következo paraméterek:

– valóshaladásisebesség

– kerékcsúszásértéke,

– megtetttávolság:apillanatnyi sebességekbol számolva,

– megmunkált terület: a haladásisebesség,a munkagéphelyzeteés szélességealapjánkerülszámításra.

– eseményszámlálás

– további,típusfüggo adatok(fogyasztás,terhelés)

Némelyerogépnél(példáulValmetΣ-power) azelektronikafigyeli a motor foten-gelyénekelejénésa TLT tengelycsonkon elhelyezettfordulatszámérzékelok jelét. Akét jel fáziskülönbségébol (azaza tengelyekkismértéku elcsavarodásából)megköze-lítoleg meghatározzaa TLT terhelését,ésszükségeseténutasítástad a motorvezérloelektronikaszámáraa motorteljesítmény növelésére.Ez a növelt motorteljesítménycsakakkor áll rendelkezésre,haa vonóeroigény ésa TLT teljesítmény igénye is nagy.

5.5. Összetettszabályozórendszerek

5.5.1. Elektronikus menetstabilizátor

Ez a rendszerlegalábbegy lényegesdologbaneltérazeddigismertettektol: akkor lépmuködésbe,amikor a vezeto márnemképesirányítani a jármuvet, így muködésebiz-tos,hogynemmaradészrevétlen. Sot, mivel a balesetelkerülésevégettradikálisesz-közökkel probáljavisszatertelniazautótazeredetinyomvonalra,a kényelmi (gyorsu-lások,kormányerok) szempontokatnemvehetifigyelembe.SzokásosrövidítéseESP(ElectronicStabilityProgram).

A feladateltréro jellegeellenérea rendszerazeddigmegismertrendszerek(blok-kolásgátló,kipörgésgátló,lengéscsillapításvezérlés)elemeithasználjafel. A jármu


mozgásamindig visszavezetheto a kerekekenébredo erokre: azoldalvezeto eroreésavonó-ésfékezo erore.

Muködéséneklényegeaz,hogya vezérloelektronikaérzékeli a jármu vészesallul-vagytúlkormányozottságát,éshakell, beavatkozik amegfelelo kerékfékezésével.

Alulkormányzottságesetébenaz elso kerekek oldalvezeto erejecsökken le, ésazautókifelé távozik azívrol. EzértazESPilyenkor a belso hátsókereket fékezi, ezzelbefordítjaazívre a jármuvet.

Túlkormányzottságesetébena hátsókerekek oldalvezeto erejecsökken le, ésazautóbefelé,kisebbívre pördül. EzértazESPilyenkor a külso elso kereket fékezi, ésígy nagyobbívrekényszeritía jármuvet.

Általában7 ezredmásodpercesciklusbandolgozik az elektronika,azaz50 km/hsebességnél10cm-enkéntvégziel azellenörzést,éshakell, a korrekciót.

Perszenemegyzeru eldönteni,hogya vezeto milyen ívre kívántakormányozni azautót,és ténylegesott halad-e. Ehhezelsodlegesena blokkolásgátlórendszerrészétképezo, a négykeréknélelhelyezettfordulatszámjeladókathasználja.Az ESPakkorlép muködésbe,amikor a vezeto elfordítjaa kormányt. Tehátszükségvanegy precízkormányelfordulásérzékelore is. A kormány elfordulásmértékébol éssebességébol,valamintaz oldalankéntéstengelyenkénteltéro (a hátsótengelykerekei kisebbívenfordulnak, mint az azonosoldali elso kerekek) kerékfordulatszámbólmeghatározzaa jármu sebességétésa kanyar ívét. Ezekbol számítjaa várt oldalgyorsulást,éseztösszeveti azoldalgyorsulásérzékelotol kapottténylegesértékkel. Lényeges,hogyeztazérzékelot a jármu tömegközéppontjánakközelébenkell elhelyezni.

Ezenadatokalapjána rendszerkövetkeztetmindenkerékkereszt-éshosszirányúszlipjére,és így a jármu túl- vagy alulkormányzott viselkedésére.Ezt azonbanmégösszeveti a tömegközépontonátmeno függolegestengelyrevonatkoztatottszögsebes-ség- jeladóról kapott értékkel. Amennyiben a jármu 4 fok/másodpercnélnagyobbszögsebességelpördül,ésa kerekfordulatszámésoldalgyorsulásjelekbol is errea kö-vetkeztetésrejut, azelektronikabeavatkozik: korlátozzaa motornyomatékot, vagyfé-kezia megfelelo kereket.

Ha a vezeto pontakkor lépnea fékre,amikor azESPbeavatkozik, azESPfelülbí-rálja azABS-t. Egyrésztazért,mertazESPáltal fékezettkerékfordulatszámjelét azABS hibásanblokkolásihajlamnakértelmezni,így rontanaa jármu stabilitásán,más-résztazESPszliptartományakívül esikazABS szabályozásitartományán.

Ha azESPésa kipörgésgátlóegyszerrekívánjafékeznia kereket, akor az„gyoz”amelyik kisebbfékhatástkíván elérni. Ha a motornyomatékcsökkentésével akarbe-avatkozni egyszerremindkétrendszer, akkor a nagyobbcsökkentéstigénylo rendszerparancsaleszmérvadó.

5.6. BIZTONSÁGI ÉSKÉNYELMI BERENDEZÉSEK 133

5.5.2. Egyébrendszerek

Terjedelmiokokbólnemtudunkbemutatnitovábbiolyanrendszereket,amelyekazed-dig ismertetettekreépülve vagy azokatkiegészítve nyújtanakúj funkciót. Így csakmegemlítjüka sebesség-éskövetésitávolságtartó,sávtartástésváltástsegíto ésha-sonlórendszereket.

Nem térünkki a muholdasglobálishelyzetmeghatározórendszer(GPS= GlobalPositioningSystem)nyújtottalehetoségekre,mint anavigációsvagyfuvarköveto vagya fuvarszervezo rendszerek,mivel ezekinkábba jármuinformatika,mint jármuelektro-nika körébetartoznak.

5.6. Biztonságiéskényelmi berendezések

5.6.1. Ütközésvédelem

Az elektronikusrendszereksegítségével a jármu biztonságajelentosenfokozható.Azelektronikaszerepeakkorsemszunikmeg,haazütközésmárbekövetkezett.Felsorolásjelleggelmegemlítünknéhány ilyen rendszert.Ezenrendszerekalapjaazütközésérzé-kelo, amelyrendkívülösszetett,biztonságifunkciókkaléstöbbszöröstúlbiztosítássalellátott intelligensérzékelo. Erreazértis szükségvan,mert legalábbakkoraveszélytjelentazütközésérzékelo téves"riasztása",mint szükségesténa hibásmuködés.

Légzsákok

Ötlete 40 évvel ezelott születettmeg, rendszeresbeépítéséremintegy 15 éve kerültsor. Muködésielve egyszeru. Ütközéseseténegy megfelelo párnátkell felfújni, ígyelkerülheto azutasésakeményebbszerkezetielemekütközése.

A nevével ellentétben,ez többnyire nemlevegovel, hanemkülönlegesgázgenerá-tor töltettel történik. A gázgenerátornátriumacidottartalmaz,amit elektromosútonbegyújt azelektronika,így jelentosmennyiségu nitrogéngázfejlodik.

A megfeleloenelhelyezettés muködtetettlégzsákkalmegakadályozható,hogy avezeto vagy az utasokfeje vagy egyéb testrészea muszerfalnak, vagy máskeményalkatrésznek(ajtóoszlop,kormánykerék)ütközzenek.Az elektronikamuködésisebes-ségérejellemzo, hogy körülbelül 10 ms alatt dönti el, hogy kell-e muködtetnia lég-zsákot, ez alatt nagyjából10 000 utasításthajt végrea számítógép.Kisebblassulástokozó,enyhébbütközéseknélfeleslegesa légzsákmuködtetése,errol azelektronikusvezérloegységdönt.

A légzsákot nem csakfelfújni kell, de az ütközésután le is kell engedni,mertkülönösentöbb,egyszerrefelfújt légzsák(példáulelso ésoldal) fulladástokozhat.


A légzsákok közöttkét alapveto változatvan,azúgynevezettamerikaiésazeuró-pai. Eznemjelentkizárólagosságot,inkábbtipikusságot.

Az EgyesültÁllamokbannemkötelezo abiztonságiöv használata,ezérta légzsák-tól nagyobbvédelmiképességeket várnak. Gyakrankiegészítiktérvédo párnázattal.Európábanteljesméretu légzsáknak(Full SizeBag)is nevezik. A vezeto oldalon60 -75 l, utasoldalon100- 140l a térfogata.

Az Európailégzsák(EuroBag)kisebbtérfogatú.A rendszerfelépítéseésvezérlésemegegyezikateljesméretu légzsákokkal,európaiszabályokszerint(tehátbekötöttbiz-tonságiövvel, szabályosüléshelyzetben)ateljesméretu légzsákkalazonosbiztonságotnyújt, debekapcsolatlanöv eseténatestésa légzsáktalálkozásisebessége300km/h islehet,amisérüléseketokozhat.

Az intelligensrendszerekfigyelik, hogy van-eutasaz elso ülésen,ésha van,mi-lyen testhelyzetbenvan(pl háttalbekötöttgyerekszállítóuléseseténnemmuködik, fe-leslegesésveszélyes).Ennekmegfeleloenmuködtetikazutasoldali légzsákot, szabá-lyozzáka felfújássebességétésa légzsákkeménységét.A németbiztosítókszámításaalapjánazülésfoglaltságfelismeréseévi 70 millió márkamegtakarításttesztlehetové.

Övfeszítok

A biztonságiövek nagyonfontos részeiaz ütközésvédelemnek.Habáraz automataövek szükségtelennéteszikazövfeszességállítást,kényelmi okokból nemlehetolyanszoros,hogy eroteljesentartsonütközéskor. Ezértaz ütközésérzékelok jele alapjánavezérlo elektronikautasításáraegy pirotechnikaitöltet eroteljesenmegfeszítiazövet.Vannakmechanikusövfeszíto rendszerekis (példáulOpel).

Rövidzár védelem

A balesetistatisztikákalapjánütközésekutánlegnagyobbveszélyazautókigyul-ladása.Ennekokaaz,hogya benzinvezetékésazelektromosrendszeris sérülhet,ígyelektromosív keletkezik.

Ugyanazelektromosrendszerolvadóbiztosítókkalvédetta rövidzárellen,demin-denjármuvönvankétvezeték,amelyetnemvédbiztosíték.Ezekazakkumulátorésazindítómotorközötti, továbbáaz akkumulátorésa jármu testközötti, különösennagyáramokvezetéséreméretezettvezetékek.

A BMW gyármutatottbeolyanberendezést,ami ütközésesetén„lerobbantja”azakkumulátorsarukbólezeketavezetékeket.Ehheztermészetesenkülönlegeskábelsarúszükséges.A biztosítéktáblaazakkumulátorközelébenvan,ésezméga lerobbantottkábelrészelotti szakaszoncsatlakozik, így a biztosítóval védettelektromosrendszerekazütközésutánis üzemképesekmaradnak.

5.6. BIZTONSÁGI ÉSKÉNYELMI BERENDEZÉSEK 135

5.6.2. Kulcsnélküli beléptetés,riasztók, lopásgátlók

A kényelmetnagymértékbenfokozza,haaközpontizártávirányítássalmuködtetheto.Az autóklopásavilágszerteproblémátokoz. Ma mára riasztóésazimmobilizernemkülön beszereltegység,merta gyártókbeletervezik a vezérloegységekbe.Mivel eztafunkciót úgy programozzákhogy nemegy vezérlobekerül, hanema jármu fobb ve-zérloegységeibeelosztva,a jármu ellopásaésfodarabjainakértékesítésesemtörténhetmeg agyártudtanélkül.

5.13.ábra.Kulcsnélkülibelépteto rendszerésintelligensgyújtáskulcs

Enneka rendszernekegyik fontosrészea gyújtáskulcs(5.13). A kulcsbantermé-szetesenelektronikakerül beépítésre,ami általábankét módóntud kommunikálniajármuvel.

Elso esetbenakulcsfémrészeUHF antennakéntmuködik,így akulcsadatokattudközölni a jármuvel. Ezcsakegyirányú adatforgalmatjelent.

A másodikesetbenagyújtáskapcsolóbahelyezettkulcskommunikála jármufedél-zeti elektronikával. Ezt általábanegy 125kHz-esvivofrekvenciájúinduktív csatolású,


érintkezo nélküli útontörténik.Ez márkétirányú adatforgalmatteszlehetové.Az immobilezeregy úgynevezettgördülokódostitkosítástalkalmaz,így az UHF

forgalomfelvételeésvisszajátszásanemaktivizálhatjaa rendszert.Vannakolyanjármuvek,amiheza gyárkét (kérésretöbb),különbözo azonosítóval

ellátottkulcsotada gyártó. A jármu így érzékeli, melyik kulccsalnyitották, ésennekmegfeleloentudjabeállítaniazüléséstükör helyzetét,továbbáa sebességváltóelekt-ronika ésegyébadaptívrendszerekvezetotol függo paramétereinekkiválasztását.AMotorola elektronikaalkatrészeket gyártócégáltal javasolt rendszervázlataaz 5.13ábránlátható.

5.6.3. Rádió, fedélzeti információsrendszer

Az autóbaépítettrádióa1960-asévekentunt fel. A mairádiókmárnemcsakkényelmiberendezések,inkábbillik rá a fedélzetikommunikációsközpontelnevezés.A rádiókiegészültkazettásmagnetofonnal,majdCD lejátszóval. A rádióhullámokraültetettdi-gitális információ(RDS)segítségével a rádióképességeijelentosenjavultak. Egyrésztarádióolyanadatokhozjut, mint azállomásoknevei, dearádióállomásokfelhívó jeletsugároznaka közlekedésihírekelott ésután,így a rádióakkor is képeseztbejátszani,haéppenmagnóvagyCD lejátszásvanfolyamatban.A csúcskészülékekmárrendel-kezneksajátmemóriával, aholeltároljáka közlekedésihíreket, ésezt késobbkérésrevagya CD sávbefejezéseutánvisszajátszhatjáka vezetonek.A mai csúcskészülékekmár rendelkeznekbeépítettmobil (celluláris,GSM) telefonkészülékkel. Ez a készü-lék összekapcsolva azütközésérzékeléssel,alkalmasvészjelekkibocsátására.A GSMkészülékekhelyzet-meghatározásajelenleg pontosabb,mint a(polgári)muholdasGPSrendszeré.

5.7. Elektr omosjárók erék hajtás

A villamos járókerékhajtásmuszakilagmegoldott, de mégnemterjedtel. Ennekfooka az, hogy nincs megfelelo kapacitásúés energiasuruségu villamos energiatárolóberendezés.Így azelektromoshajtáseseténvagykorlátozotthatótávolsággal,vagyje-lentossúlytöbblettel,így menetteljesítmény - romlássalkell számolni.Ennekellenére,példáula zárt térbenüzemelo gépek(villástargoncák)hajtásánálmegvana magasze-repe. Az sembiztos,hogy ez a legkörnyezetkímélobb jármuhajtás,mert ez függ azelektromosáramtermelésénekmódjátólis. Elonyük abbanjelentkezik,hogyáthelyeziakörnyezetiterheléstakoncentráltanigénybevetthelyekrol, mint példáulabelvárosokazeromuvekkörnyékére.

5.7. ELEKTROMOSJÁRÓKERÉKHAJTÁS 137

5.7.1. Hibrid hajtás

Többautógyárvégezelorehaladottkísérleteket úgynevezetthibrid hajtással.Ebbenazesetbenegy belsoégésu motorésegy elektromoshajtásis beépítésrekerül,így azakku-mulátorteleptöltésemenetközbenis lehetséges.Ezzelcsökkentheto a jármu tömege,ésjelentosennövelheto ahatótávolsága.Ennektöbbféleelrendezéselehet.

G M/GM/G

sorospárhuzamos

5.14.ábra.Soroséspárhuzamoshibrid hajtásvázlata

Soroshibrid hajtás

Soroselrendezéseseténa belsoégésu motor egy generátorthajt, amelya járókerekekközelébenelhelyezettelektromotorokatlátja el árammal,továbbátölti azakkumulátortelepet.A rendszerelonye abbanjelentkezik,hogya belsoégésu motor fordulatszámaésterheléserészbenfüggetlenítheto a forgalmiviszonyoktól, így hatásfokajavul.

A másikelony, hogyfékezéskorazelektromotorokgenerátorkéntmuködnek,azígytermeltárampedigazakkumulátorteleptöltésérefordítható.Ilyen azelektromosrend-szerteljesítményénekelegendonekkell lenniealegnagyobbgyorsításokbiztosításáhozis.

Párhuzamoshibrid hajtás

Még többelonnyel jár a párhuzamosrendszer, bárbonyolultabb. Itt is egy belsoégésumotorból, generátorból,akkumulátortelepbol és elektromotorbólálló rendszerkerülbeépítésre.Többnyire a generátoregybenmotor is. Mindkét rendszerközvetlenülkapcsolódikazeroátvitelhez,bárnemszükségszeruenegy ponton.

Belvárosiüzembentisztaelektromoshajtássalközlekedhetajármu,deszükségese-tén a belsoégésu motor bekapcsolhatóazakkumulátoroktöltéséhez.Elovárosiforga-lombanabelsoégésu motoréafoszerep,ezzeljelentosenmegnövekedikahatótávolság.


Mind azelektromos,mind a hagyományosrendszerúgy vanméretezve,hogyazátla-gosmenetdinamikaikövetelményeknekelegettud tenni.Csúcsterheléseseténmindkétrendszeregyszerreadhatle teljesítményt. Ezzelelérheto, hogymind abelsoégésu mo-tor, mind azelektromosrendszer(különösenaz akkumulátortelep)kisebblehet,mintsoroshajtásesetén.

Teljesítmény-elágaztatásoshibrid hajtás

Ez a rendszermégnemkerült sorozatgyártásban,detöbbgyárfoglalkozik a fejleszté-sével. Eltéroena fenti két esettol, eza rendszernema kis vagyközepesméretu városiszemélygépkocsikban,inkábba nagyteljesítményu haszonjármuvekbentervezik hasz-nálni.

A rendszernevétonnankapta,hogyamotortóljovo teljesítményt egy bolygómuvelkétfeleosztja: egy részemechanikusan,másikrészeelektromosankerül átvitelre. Akerékhajtáselött a két ágismétegyesítésrekerül egy másikbolygómuvel. A bonyoli-tástaz indokolja, hogy az elektromostengely(generátorésmotor) áttételeelektroni-kusanszabályozható.Ezáltala rendszerösszáttételeis módósítható,így fokozatmen-tessebességváltásérheto el. Ehezhasonlórendszertvitt sorozatgyárttyásbana Fendttraktorgyar, de ott nemelektromos,hanemhidraulikusrendszervolt, így a hatásfokgyengébba vártnál. Egyesváltozatokbanaz elektromosrendszertkiegészítikakku-mulátorteleppelésnagykapacitású(1-4F!), elektronikusanvezéreltkondenzátorokkalis.

139

6. fejezet

Diagnosztika

140 6. FEJEZET. DIAGNOSZTIKA

A mai jármuvekenahibakereséséselhárításszintekizárólagazelektronikusrend-szerellenorzésével kezdodik. Ennektöbbmódjalehetséges,ezeket tekintjük át rövi-den.

6.1. Rendszerdiagnosztika

A diagnosztikalegmagasabbszintjétképviseli.Az adatokata vezérloegységbol olvas-hatjukki. Erreháromfélelehetoségvan:

Teljesköru hozzáférés: általábancsaka gyár, illetve néhaa márkaszervizekszámárahozzáférheto diagnosztikaimuszerrellehetséges.Minden adatelérheto, bizo-nyosparaméterekmódosíthatók.

Korlátozott hozzáférés: Általábanavezérloegységkészítoje (vagyközvetlenbeszál-lítója) forgalmazilyenmuszereket.A diagnosztikaéshibakeresésszempontjábóllényegesadatokhozésüzemiparaméterekhezbiztosíthozzáférést,szervízinter-valluméshasonlójellegu adatokmódosításátengedélyezi.

Kódkiolv asó: Szabadonbeszerezheto muszer, általábancsaka hibakódkiolvasásáraalkalmas.

Az adathozzáférésmódjarégebbengyártónkéntegyedivolt, ésezt természetesentitkolták, csaka "megfelelo" partnerekszámára,csakisa szükségesmértékbentettékismerté.

A helyzet1994-tól illetve, 1996-tól változott meg. Ekkor az USA-baneloírták,hogy csakisolyan jármu hozhatóforgalomba,amelymegfelel azúgynevezettOBDIIszabványnak.Ezaszabvány eloírja,hogyakárosanyagkibocsátássalkapcsolatosfunk-ciókatéselemekmuködoképességétfolyamatosanfelügyelje,ésezenadatokattípustólésgyártótólfüggetlenul hozzáférhetolegyen.A CARB (CaliforniaAir RessourcesBo-ard, Kalifornia Állam levegotisztaság-védelmihatósága)hoztalétre ezt a szabványt.Az elektronikuskommunikációalapjaitbiztosítóeloírásokataSAE (azamerikaiautó-mérnökökszövetsége) hoztalétre.

Ezenszabályokeurópaiátültetésefolyamatbanvan. Feltehetoleg az EODB vagyKeyword Protokoll 2000névenkerül bevezetésre,várhatóan2002-ben.Az elektroni-kuskommunikációalapjaitaz ISO 9141-2szabvány írja le. A két szabvány (ajánlás)figyelembevesziazösszeférhetoséget,ésleírjaa csatlakozókialakításátéslábkiosztá-sát.A csatlakozólábkiosztása6.1 táblázatbanlátható.

6.1. RENDSZERDIAGNOSZTIKA 141

6.1.táblázat.A CARB/ISOdiagnosztiakicsatlakozólábkiosztása

Láb Felhasználás Funckió

1 nemhasznált -2 SAE J1850 buszpluszvezeték3 OBD-II CAN buszrendszernéltápfeszültségcsatlakozó4 SAE J1962 testelés(teljesítmény)5 SAE J1962 testelés(jel)6 nemhasznált -7 ISO9141-2 K vezeték8 nemhasznált -9 nemhasznált -10 SAE J1850 buszminuszvezeték11 OBD-II CAN busztestelés12 OBD-II CAN buszárnyékolás13 nemhasznált -14 OBD-II kétirányú adatvezeték15 ISO9141-2 L vezeték16 SAE J1962 akkumulátorplusz(nemkapcsolt)

142 6. FEJEZET. DIAGNOSZTIKA

6.2. Dinamikus diagnosztika

Dinamikusdiagnosztikárólakkor beszélünk,mikor avezérloegységetésperifériáitbe-építetthelyzetben,muködésközbenvizsgáljuk. Ehheza legjobbeszközökazúgyne-vezettY kábelésmátrixtáblaésa tároló oszcilloszkóp.Általábana jó mínoségu, dekorlátozotthozzáféréstbiztosítódiagnosztikaikészülékek gyártói adnakilyen kiegé-szíto csatlakozókatésleírástkészülékeikhez.

Az Y kábelegy speciális,3 csatlakozóval ellátottkábeldarab. A csatlakoztatásáhozelso lépésbenazelektronikáróleltávolítjuk azeredetikábelcsatlakozót,ésazY kábelegyik végéta vezérloegységhez,másikatazeredeticsatlakozóhozkapcsoljuk.Ekkora harmadikvégérecsatlakoztathatjuka diagnosztikaimuszertvagya mátrixtáblát.Amátrixtáblaegy, a csatlakozó lábaival azonosszámúbanándugóhüvelyt tartalmazótábla.

A módszerhátránya,hogymindentípushozmás-másY kábelésmuszerszükséges,továbbáa vizsgálatnagy szakértelmetés rendszerismeretetkövetel. Elonye, hogymindenadathozzáférheto ésjól vizsgálható.

6.3. Statikus diagnosztika

Az elozo módszeregyszerusítettváltozata.Az Y kábelhelyetta jeladókelektromostulajdonságaitvizsgálhatjuk,decsakiskikapcsoltállapotban.amenyibenrendelkezünkY kábellelésmátrixlappal,érdemesazthasználni.

Ezenalapveto mérésekelvégezhetok viszonylag olcsódiagnosztikaimuszerekkelis, mint példáula digitálismultiméter.

SZENT ISTVÁN EGYETEM ÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Jármu-˝ és ...zeus.nyf.hu/~elat/jarmu.pdf · SZENT...

Documents

Transcript of SZENT ISTVÁN EGYETEM ÉPÉSZMÉRNÖKI KAR Jármu-˝ és ...zeus.nyf.hu/~elat/jarmu.pdf · SZENT...