Elektronika u automobiluElektronika u automobilu

1 Uvod u automobilsku tehniku2 Sistemski pristup kontroli i instrumentaciji u automobilu3 Osnove elektronske kontrole rada motora4 Senzori i aktuatori5 Digitalna kontrola rada motora6 Kontrola kretanja vozila7 Instrumentacija i telemetrija u automobilu8 Dijagnostika9 Budućnost elektronskih sistema u automobilu

Automobil kao “kućni aparat”.

Prilagođen korisniku – “user friendly”.

Upoređenje: Automobil – PCVeličina - bar šest kutija.Instalacija točkova, sedišta i programa u el. sisteme.Dokumentacija nejasna.Kvarovi na svakih 100 km.

Evolucija automobilske elektronikeU početku spori prodor elektronike zbog malih dobitaka.Prva pojava kasnih 50-tih i ranih 60-tih, nije dobro prihv.Novi zakoni o emisiji izduvnih gasova.Razvoj digitalne elektronike

Uvod u automobilsku tehnikuUvod u automobilsku tehniku

Fizička struktura automobila

1. Motor2. Pogon (transmisija, diferencijal, osovine)3. Amortizeri4. Upravljanje5. Kočnice6. Instrumentacija7. Elektrika/elektronika8. Kontrola kretanja9. Sigurnost10. Udobnost11. Zabava, komunikacija/navigacija

Položaj motora i pogon

Motor

Obezbeđuje snagu za:Kretanje automobila,za hidraulične sisteme,pneumatske sisteme,za električne sisteme.

Najčešće korišćena klasa motora:Sa unutrašnjim sagorevanjemSa klipovima,4-taktniNaftni derivati kao gorivoPaljenje varnicomHlađenje tečnošću

Delovi motora

Blok motoraCilindriKolenasto vratiloKlipKlipnjačaBregasta osovinaVentiliDotok gorivaPaljenjeIzduvavanjeHlađenjeElektrični sistem

Veza klipa i radilice

Glava cilindra

Usisni i izduvni ventili za svaki cilindar.Rad ventila - bregovi (cams) na bregastoj osovini.Snažne opruge za zatvaranje ventila.Varijante motora sa bregastom osovinom iznad glave cilindra.

Mehanizam za otvaranje ventila

4-takni ciklusDva obrtaja radilice

1. Usisavanje2. Kompresija3. Sagorevanje4. Izduvavanje

Gornji mrtvi centarSpoljašnja mrtva tačkaTDC-top dead center

Donji mrtvi centarUnutrašnja mrtva tačkaBDC-bottom dead center

Impulsi snage 4-taktnog motora

Kontrola rada motoraRegulaisanje snage motora prema zahtevima vozačaPedala gasa (accelerator pedal) - Položaj leptira (throttle plate)Proporcionalna količina goriva – karburator, ubrizgavanje

Sistem za paljenje – generisanje varnice

Iniciranje sagorevanjaTrajanje varnice - 1 msVisoki napon 20-40 kV

Procep: 0.6 – 1 mm

Princip generisanja varnice

Razvodnik paljenja - distributor

Struja kroz primarni namotaj

Tajming paljenjaOtvaranje i zatvaranje kontakta - bregasti točkić na osovini razvodnika.Trenutak generisanja varnice u odnosu na TDC – ugao paljenja.Promena ugla paljenja sa brzinom motora – spark advanceZavisnost ugla paljenja od pritiska u komori za dotok goriva (manifold)

Alternativni motori

Dizel motori,Dvotaktni motori,Električni motori,Hibridni motori (serijski i paralelni)

Gorive ćelije – vodonik i kiseonik

Pogonski sistem

MotorTransmisija – prenos (ručni i automatski)Pogonska osovina (motor napred, pogon na zadnje točkove!)DiferencijalPogonski točkovi

Automatski prenosHidraulična spojnica

Menjač – Planetarni sistem zupčanika

DiferencijalPrenos smera obrtanja u odgovarajuću stranu sa svaki točakOmogućava različitu brzinu točkovaPovećanje momenta

Vozila sa pogonomNapred:

Transosovinski sistem

Sistem za vešanje - Suspension

Veza točkova sa telom automobilaIzolacija kretanja tela automobila od vertikalnog kretanja točkova

Amortizer - Shock AbsorberMogućnost elektronske kontrole

Kočnice - BrakesDisipacija kinetičke energije vozila u toku zaustavljanja.Doboš i Disk sistemi.Elektronska kontrola kočenja – ABS (antilock braking system)

Sistem za upravljanje vozilom – Steering system

Zakošenje (inclination)Hidraulični upravljački sistemSnaga pobude i potrebna snaga za okretanje upravljača

Dijagram potrebne snage i raspoložive hidraulične snage

Sistemi za kontrolu i instrumentacijaSistemi za kontrolu i instrumentacija

SISTEM (elektronski):Skup komponenata (elektronskih) koje funkcionišuzajedno u cilju izvršavanja određenog zadatka.

Senzori i aktuatori: veza sa mehaničkim sistemom (automobila)

Opis sistema na različitim nivoima apstrakcije: Slikoviti opis,šematski dijagram, blok dijagram.

Kategorije elektronskih sistemaAnalogni – kontinualniDigitalni - diskretni

Predstavljanje sistema blok dijagramom

Analogni sistemLakši za razumevanje – intuitivniji

V = kx ;k – pojačanje pretvarača (transducer)

Example of an Electronic SystemExample of an Electronic System

Sampling of a Continuous VariableSampling of a Continuous Variable

Digital Control (a) or Measurement Digital Control (a) or Measurement (b) System Configuration(b) System Configuration