Hλεκτρικο συστημα μοτοσυκλετας (Oλα οσα θελαμε να ξερουμε!)

[black_hawk]

Ανάπτυξη ηλεκτρολογικού συστήματος μοτοσικλέτας

Το Σύστημα Ολοκληρωμένο

1. Στην προσπάθειά μας για κατανόηση της λειτουργίας των ηλεκτρικών μοτοσικλέτας, είναι καλλίτερα να δούμε πρώτα ολόκληρο το σύστημα και μετά να αναλύσουμε τα επιμέρους συστήματα. Είναι ενδιαφέρον να δούμε ότι το καύσιμο παρέχει την ισχύ για την κίνηση της μοτοσικλέτας καθώς επίσης και για τη λειτουργία όλων των ηλεκτρικών συστημάτων.
2. Η γεννήτρια παρέχει ισχύ στα ηλεκτρικά εξαρτήματα και συγχρόνως φορτίζει τη μπαταρία έτσι ώστε τα ηλεκτρικά κυκλώματα να λειτουργούν όταν ο κινητήρας και η γεννήτρια είναι σταματημένα. Απαραίτητα η γεννήτρια πρέπει να έχει αρκετή ισχύ για να λειτουργεί όλα τα ηλεκτρικά κυκλώματα ταυτόχρονα, με εξαίρεση τη μίζα. Αυτή είναι δουλειά της μπαταρίας. Σημειώστε ότι ηλεκτρική ισχύ ρέει προς τη μπαταρία κατά τη φόρτιση και έξω απ’ αυτήν κατά την εκφόρτιση.

Φόρτιση και Αποθήκευση

1. Όλες οι χρήσεις δρόμου μοτοσικλέτες (όχι αγωνιστικής χρήσης) κανονικά έχουν μπαταρία για να αποθηκεύουν την ηλεκτρική ενέργεια. Η μπαταρία εργάζεται μόνο με συνεχές ρεύμα D.C. (Direct Current) και η γεννήτρια η οποία τη φορτίζει πρέπει να της παρέχει συνεχές ρεύμα για αυτό το σκοπό.
2. Το δυναμό είναι μια γεννήτρια που παρέχει έξοδο συνεχούς ρεύματος και χρησιμοποιούταν σε παλιές μοτοσικλέτες, μέχρι το 1954, περίπου και σε μερικά Ανατολικό – Ευρωπαϊκά κράτη, μέχρι πρόσφατα.
Οι περισσότερες μοτοσικλέτες ωστόσο είναι εφοδιασμένες με εναλακτήρα (alternator) που παράγει εναλλασσόμενο ρεύμα (alternating current) το οποίο μετατρέπεται σε συνεχές ρεύμα D.C. ικανό για τη φόρτιση της μπαταρίας μέσω ενός ανορθωτή.
3. Το δυναμό συνεχούς ρεύματος έχει μικρότερη έξοδο ισχύος από τον εναλακτήρα ιδίου μεγέθους και χρειάζεται περισσότερη συντήρηση. Επιπρόσθετα εκ κατασκευής χρειάζεται μεγαλύτερη ταχύτητα περιστροφής για να αποδώσει ισχύ. Ο εναλακτήρας έχει το πλεονέκτημα να είναι σε θέση να φορτίσει τη μπαταρία ακόμα και όταν ο κινητήρας δουλεύει στο ρελαντί, ενώ το δυναμό θέλει περισσότερες στροφές πριν αρχίσει να φορτίζει τη μπαταρία. Με το μεγάλο κυκλοφοριακό πρόβλημα των εποχών μας, οι κινητήρες δουλεύουν για μεγάλες περιόδους στο ρελαντί. Έτσι μια μοτοσικλέτα με δυναμό σύντομα θα είχε ξεφόρτιστη μπαταρία. Ενώ οι μοτοσικλέτες με εναλακτήρα μπορούν και κρατούν τη μπαταρία φορτισμένη.

Ανάφλεξη

1. Οι βενζινοκινητήρες χρειάζονται σπινθήρα για να αναφλέξουν το μίγμα βενζίνης και αέρα που εισέρχεται στο θάλαμο καύσης. Ο σπινθήρας πρέπει να δίνεται απόλυτα συγχρονισμένα με τη θέση εμβόλου ώστε το αποτέλεσμα της καύσης του μείγματος να δίνει τη μεγαλύτερη δυνατή ισχύ και παράλληλα να έχουμε οικονομία καυσίμου. Ο σπινθήρας διαπηδά απ’ το ένα ηλεκτρόδιο του μπουζί στο άλλο. Τα μπουζί είναι βιδωμένα στην κυλινδροκεφαλή και υψηλή τάση από πολλαπλασιαστή-(ες) ή μανιάτο απαιτείται για να έχουμε σπινθήρα ανάμεσα στα δυο ηλεκτρόδια.
2. Μανιατό.
Το μανιατό είναι γεννήτρια κινούμενη από τον κινητήρα κατασκευασμένη να δίνει υψηλή τάση πάνω από 30.000 volts (30 kv), για την ανάφλεξη. Δεν χρησιμοποιείται στις μέρες μας.
3. Πολλαπλασιαστής
Ο πολλαπλασιαστής είναι ένας μετασχηματιστής ο οποίος ανεβάζει τη τάση της μπαταρίας στη τάση που χρειάζεται ώστε να έχουμε δυνατό σπινθήρα στο μπουζί. Αυτό συμβαίνει διακόπτοντας απότομα και πολύ γρήγορα το ρεύμα στο πρωτεύον πολλαπλασιαστή. Παραδοσιακά αυτό γινόταν με μηχανικές επαφές (διακόπτη) που έπαιρνε κίνηση (ανοιγόκλειναν) απ’ τον κινητήρα, τις λεγόμενες πλατίνες. Αλλά στις σύγχρονες μοτοσικλέτες αυτό γίνεται με ηλεκτρονικό διακόπτη. Όλα αυτά τα συστήματα ωστόσο, απλά ή σύνθετα, χρησιμοποιούν πολλαπλασιαστή στο τελικό στάδιο ανύψωσης της τάσης για να τη δώσουν στο(α) μπουζί.

Φωτισμός και Προειδοποίηση

1. Όλες οι μοτοσικλέτες (εκτός των αγωνιστικών) είναι εφοδιασμένες με μπροστά και πίσω φώτα. Τα μπροστά φωτιστικά (Headlamps) έχουν δυο θέσεις φωτεινότητας ώστε να αποφεύγεται το θάμπωμα των απέναντι οδηγών. Το πίσω φως είναι πολύ σημαντικό για την ασφάλεια του αναβάτη και ποτέ δεν πρέπει να το αφήνουμε εκτός λειτουργίας. Στην ίδια λάμπα βρίσκεται και το νήμα του φωτός ένδειξης “ STOP ”.
2. Όλες οι σύγχρονες μοτοσικλέτες είναι εφοδιασμένες με φώτα “flash ” εμπρός και πίσω. Για την προειδοποίηση του αναβάτη ότι τα flash είναι σε λειτουργία υπάρχει στα όργανα ενδεικτικό ή ενδεικτικά (2) λαμπάκια λειτουργίας “ flash ” χαμηλής ισχύος.
3. Προειδοποιητικά ή ενδεικτικά λαμπάκια υπάρχουν επίσης στα όργανα για να ενημερώνουν τον οδηγό σχετικά με διάφορες καταστάσεις της μοτοσικλέτας όπως χαμηλής στάθμης βενζίνης, πίεση λαδιού, θέση νεκράς, άναμα μεγάλης σκάλας, sidestand (σταντ), F.I. (fuel injection), immobilizer, στάθμης λαδιού ΑBS κ.α.

Εκκίνηση

1. Οι περισσότερες μοτοσικλέτες έχουν μίζα συνεχούς ρεύματος, υψηλής ροπής στρέψης η οποία περιστρέφει τον κινητήρα μέχρι να ξεκινήσει. Η απαίτηση του ρεύματος είναι υψηλή και αυτό απαιτεί μπαταρία μεγαλύτερη απ’ ότι θα απαιτούσε μια μοτοσικλέτα χωρίς μίζα.

Τροφοδοσία και Βενζίνη

1. Η βενζίνη παραδοσιακά παρέχεται μέσω καρμπιρατέρ στον (στους) κύλινδρο (-ους) του κινητήρα σε μορφή ατμών αέρος / βενζίνης που αναρροφούνται από την υποπίεση που δημιουργεί το πιστόνι και αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε πολλές μοτοσικλέτες και σήμερα.Ωστόσο, σε μερικά μεγάλα μοντέλα συμπιεσμένη βενζίνη ψεκάζεται υπό μορφή σπρέι κατ’ ευθείαν στους κυλίνδρους. Τέτοια συστήματα ψεκασμού καυσίμου ελέγχονται ηλεκτρονικά και το καύσιμο τροφοδοτείται μέσω ηλεκτρικής αντλίας που βρίσκεται μέσα στο ρεζερβουάρ.
2. Επειδή και το σύστημα ψεκασμού αλλά και ανάφλεξης είναι ηλεκτρονικά ελεγχόμενα ήταν ένα λογικό βήμα να ενσωματωθούν και τα δυο σε ένα εξειδικευμένο κομπιούτερ το οποίο συχνά ονομάζεται μονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου (ECU). Ένας τέτοιος αλληλένδετος έλεγχος είναι γνωστός σαν σύστημα διαχείρισης κινητήρα.

Ανάφλεξη

Προκειμένου να αναφλεγεί το μίγμα βενζίνης – καυσίμου που έχει εισέλθει στον θάλαμο καύσης, απαιτείται στιγμιαίος ισχυρός σπινθήρας σε ακριβώς κατάλληλη χρονική στιγμή. Ο χρόνος που δίνεται ο σπινθήρας σε σχέση με την πορεία του εμβόλου προς το ΑΝΣ (Άνω Νεκρό Σημείο) είναι πολύ κρίσιμος και μεταβάλλεται ανάλογα με τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα (προπορεία). Είναι δε πολύ σημαντικός ώστε να έχουμε την μέγιστη δυνατή ισχύ από τον κινητήρα μας με ταυτόχρονα μικρή ρύπανση και οικονομική λειτουργία. Ως γνωστό ο σπινθήρας δημιουργείται στο μπουζί και ανάμεσα στα δυο ηλεκτρόδιά του. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι η τροφοδοσία στο μπουζί με υψηλή τάση ώστε να έχουμε τη διαπίδυση του σπινθήρα. Αυτή την υψηλή τάση την παράγει ο πολλαπλασιαστής που δεν είναι τίποτα άλλο από μια μορφή μετασχηματιστή όπου στην είσοδο του δίνουμε μια στιγμιαία τάση χαμηλή και στην έξοδο του λαμβάνουμε υψηλή στιγμιαία τάση της τάξεως 20-30 Kv.
Τη δημιουργία της στιγμιαίας χαμηλής τάσης που δίνουμε στην είσοδο του πολλαπλασιαστή αλλά κυρίως την χρονική στιγμή που όπως αναφέραμε είναι πολύ κρίσιμη και ιδιαίτερα σημαντική, την έχει αναλάβει ο «εγκέφαλος» του συστήματος ανάφλεξης, δηλαδή, η μονάδα ελέγχου ανάφλεξης, η γνωστή κοινώς λεγόμενη «ηλεκτρονική». Είναι το «έξυπνο» κομμάτι του συστήματος που απαρτίζεται από ηλεκτρονικά τμήματα, μικρο-κομπιούτερς, κάρτες μνήμης και άλλα «καλούδια» της σύγχρονης ηλεκτρονικής – ψηφιακής τεχνολογίας ώστε ο κινητήρας να αποδώσει το μέγιστα. Προκειμένου να επιτευχθεί το απόλυτο «timing» της παρουσίας σπινθήρα στο μπουζί η ηλεκτρονική συνεργάζεται με διάφορα περιφερειακά εξαρτήματα– αισθητήρες.
Ο χρόνος της ανάφλεξης δεν είναι σταθερός και καθορισμένος, δηλαδή λίγες μοίρες πριν το Άνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ), αλλά μεταβάλλεται ανάλογα με τις στροφές του κινητήρα, το φορτίο του, την θερμοκρασία του και άλλες παραμέτρους.
Έτσι, οι κατασκευαστές δίνουν τον σπινθήρα με προπορεία (advance) που μετριέται σε μοίρες προκειμένου να επιτύχουν την καλλίτερη απόδοση του κινητήρα.
Στις ποιο απλές μορφές ανάφλεξης χρησιμοποιείται μόνο pick up. Το pick up είναι αισθητήρας που πληροφορεί την ηλεκτρονική για την ακριβή θέση του στροφαλοφόρου άξονα, άρα και του πιστονιού (εμβόλου) ώστε αυτή (η ηλεκτρονική) με τη σειρά της να δώσει εντολή για σπινθήρα και με κάποια προπορεία αναλόγως των στροφών λειτουργίας.
Στις σύνθετες μορφές ανάφλεξης και σε μοτοσικλέτες υψηλών απαιτήσεων όπως αναφέραμε και πιο πάνω η ηλεκτρονική συνεργάζεται με διάφορους αισθητήρες όπως:

* Ταχύτητας περιστροφής και θέσης στροφαλοφόρου
* Φορτίου κινητήρα
* Θερμοκρασίας κινητήρα
* Τάσης μπαταρίας
* Θερμοκρασίας εισερχόμενου αέρα
* Ανιχνευτή (Knock)
* Ταχύτητας μοτοσικλέτας
* Θέσης γκαζιού κ.α.

Όλα αυτά τα στοιχεία που λαμβάνει η ηλεκτρονική τα μετατρέπει σε ψηφιακούς παλμούς, τα αξιολογεί, τα συγκρίνει και δίνει το έναυσμα για την δημιουργία του σπινθήρα την ακριβώς κατάλληλη στιγμή.

Γεννήτρια

Κάθε μοτοσικλέτα για την κάλυψη των αναγκών της σε ηλεκτρική ενέργεια είναι εφοδιασμένη με μια γεννήτρια ηλεκτρικού ρεύματος. Στις μικρού κυβισμού μοτοσικλέτες αυτή η γεννήτρια είναι συνήθως μονοφασική και περιορισμένης ισχύος, ενώ στις μεγαλύτερες είναι τριφασική και αυξανόμενης ισχύος για να καλύπτει τις μεγαλύτερες ανάγκες της μοτοσικλέτας. Αποτελείται από δυο βασικά τμήματα:
α) Το σταθερό (στατης) που είναι η περιέλιξη και είναι αγωγοί χαλκού τυλιγμένοι πάνω στους πόλους με κατάλληλη διάταξη και
β) Το κινητό τμήμα που παίρνει κίνηση από τον κινητήρα και ονομάζεται ρότορας και είναι ένα συγκρότημα μαγνητών που περιστρέφονται γύρω από την περιέλιξη (στατη) δημιουργώντας έτσι ένα κινητό μεταβλητό μαγνητικό πεδίο. Έτσι έχουμε ένα σύστημα αγωγών που βρίσκονται μέσα σε μεταβλητό μαγνητικό πεδίο και ως γνωστό αυτή είναι και η αρχή παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος.
Αυτή είναι η επικρατέστερη και η πλέον συνηθισμένη μορφή γεννήτριας moto που συναντάμε σήμερα. Υπάρχουν και παραλλαγές της ανωτέρω μορφής που συναντάμε σπανιότερα. Δεν παύει όμως η αρχή λειτουργίας να είναι η ίδια.

Ανορθωτής - Ρυθμιστής Ηλεκτρικής Ισχύος

Επειδή το ρεύμα που παράγεται από την γεννήτρια της μοτοσικλέτας είναι σε εναλλασσόμενη μορφή A . C . πρέπει να μετατραπεί σε συνεχές ρεύμα D.C. ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη μοτοσικλέτα και να φορτίζει τη μπαταρία.

Αυτό το έργο έχει αναλάβει ο ανορθωτής ο οποίος μετατρέπει το εναλλασσόμενο ρεύμα σε συνεχές μέσο μιας ανορθωτικής διάταξης (διόδους) και κατόπιν το ρυθμίζει ώστε να βρίσκεται εντός ορίων τάσεως και σε καμία περίπτωση να μην υπερβαίνει τα 14,5 V.
Συνηθισμένες βλάβες του ανορθωτή είναι η καταστροφή μιας ή περισσοτέρων διόδων του οπότε σταματάει η φόρτιση της μπαταρίας ή βλάβη στο σύστημα ρύθμισης της τάσης με αποτέλεσμα να παρουσιάζεται υπέρταση στο κύκλωμα τάξης των 18-20 V με άμεση συνέπεια την καταστροφή της μπαταρίας και εν συνεχεία και άλλων κυκλωμάτων (φωτισμού κλπ).

(Συνεχιζεται..)

 

[black_hawk]

Μπαταρίες

Προσοχή: Οι μπαταρίες μολύβδου βγάζουν αναθυμιάσεις πολύ εύφλεκτες. Κρατήστε τες μακριά από σπινθήρες, φλόγες και τσιγάρα. Οι μπαταρίες επίσης περιέχουν θεϊκό οξύ για ηλεκτρολύτη. Η επαφή του με το δέρμα ή τα μάτια μπορεί να προκαλέσει σοβαρά εγκαύματα. Χρησιμοποιείτε γυαλιά προστασίας. Πλυθείτε αμέσως σε περίπτωση επαφής με το δέρμα. Εάν το οξύ εισέλθει στα μάτια πλύνετε αμέσως με νερό και δώστε τους τις πρώτες βοήθειες. Το οξύ είναι διαβρωτικό προς τα ρούχα, τα μέταλλα και την βαφή της μοτοσικλέτας. Γενικά για μπαταρίες μολύβδου
1) Στις μοτοσικλέτες, για αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, χρησιμοποιείται η μπαταρία μολύβδου. Μια μπαταρία κατασκευάζεται από στοιχεία συνδεδεμένα σε σειρά μεταξύ τους τοποθετημένα όλα μαζί στον ίδιο χώρο. Κάθε στοιχείο έχει ονομαστική τάση 2 Volt. Έτσι μια μπαταρία δωδεκάβολτη (12Volt) αποτελείται από έξι στοιχεία των δυο Volt το καθένα.

Τα κύρια χαρακτηριστικά των μπαταριών μολύβδου είναι:

α) μπορούν να επαναφορτιστούν μετά την εκφόρτισή τους,

β) η εσωτερική τους αντίσταση είναι χαμηλή με αποτέλεσμα τα ισχυρά ρεύματα να τη διαρρέουν χωρίς να προκαλούν μεγάλη πτώση τάσης στα άκρα της.

2) Έως το 1983 στις μοτοσικλέτες πάντα χρησιμοποιούνταν μπαταρίες με ανοιγώμενα καπάκια γεμίσματος ηλεκτρολύτη και με στόμιο εξαερισμού, στις οποίες περιοδικά έπρεπε να ελέγχεται η στάθμη του ηλεκτρολύτη και να συμπληρώνεται με απεσταγμένο νερό εάν ήταν κάτω του ορίου και αυτό λόγω της εξάτμισης που συνέβαινε.
Αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται ακόμα αλλά από το 1983 η Yuasa παρουσίασε μια καινούρια μπαταρία για μοτοσικλέτες την MF (Maintenance–Free) στην οποία δεν απαιτείται η συντήρηση που αναφέρθηκε προηγουμένως και αυτό γιατί λόγω της κατασκευής της είναι στεγανά κλεισμένη για όλη τη διάρκεια της ζωής της, χωρίς να απαιτείται επέμβαση στην στάθμη των υγρών της, αφού αυτά δεν χάνονται.

3) Πολύ κρίσιμη για την απόδοση και την ισχύ της μπαταρίας είναι η εξωτερική θερμοκρασία. Έτσι στις χαμηλές θερμοκρασίες η απόδοση μειώνεται πάρα πολύ.

4) Πρέπει να γνωρίζουμε ότι ανάλογα με την ποιότητα της μπαταρίας και τη σωστή χρήση και συντήρηση – αν απαιτείται – η ζωή της κυμαίνεται από τα 2 έως 4 χρόνια.

5) Κατά την φόρτιση της μπαταρίας από εξωτερικό φορτιστή δεν πρέπει να ξεπερνάμε σε ένταση (Α) το 1/10 έως 3/10 της χωρητικότητας της μπαταρίας. Δηλαδή σε μπαταρία 14 Ah το ρεύμα φόρτισης πρέπει να είναι 1/10 Χ 14 = 1,4 A. Σε περίπτωση φόρτισης με μεγάλο ρεύμα μπορεί να προκληθεί στράβωμα των πλακών της μπαταρίας και γενικά καταστροφή της.

6) Τέλος διατηρείτε την μπαταρία σε κανονική στάθμη υγρών και συμπληρώνετε μόνο με απεσταγμένο νερό (για τις ανοιχτού τύπου) και καθαρούς από οξείδωση τους πόλους, ενώ καλό είναι η επάλειψή τους με βαζελίνη.



Fuel Injection (Ψεκασμός καυσίμου)

Οι βενζινοκινητήρες απαιτούν μια παροχή καυσίμου σε μορφή ατμών ατμοσφαιρικού αέρα και καυσίμου σε αναλογία μεταξύ της κλίμακας 12:1 έως 17:1. Το πρώτο αποτελεί ένα πλούσιο μείγμα και το δεύτερο ένα φτωχό μείγμα.
Από την αρχή της παρουσίας των βενζινοκινητήρων αυτό επιτυγχάνεται όχι πλήρως αλλά ικανοποιητικά με τα καρμπυρατέρ. Τώρα η αντιρυπαντική τεχνολογία απαιτεί ακριβή μέτρηση του καυσίμου ειδικά όταν χρησιμοποιούνται καταλύτες και ένα μεγάλο νούμερο συστημάτων ψεκασμού καυσίμου σχεδιάστηκε για τις μοτοσικλέτες.
Τα πλεονεκτήματα ενός συστήματος ψεκασμού καυσίμου είναι τα εξής:

* Αυξάνουν την τελική ισχύ ανά μονάδα κυβισμού
* Μεγαλύτερη ροπή στρέψης στις χαμηλές στροφές
* Καλλίτερο αρχικό ξεκίνημα, ζέσταμα και επιτάχυνση
* Χαμηλότερους ατμοσφαιρικούς ρύπους από το σύστημα καυσαερίων
* Χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου

Τα μειονεκτήματα των καρμπυρατέρ μπορούν να συνοψιστούν ως ακολούθως:

* Η ογκομετρική ικανότητα περιορίζεται από τη στενότητα του σωλήνα “ Venturi ” και απαιτείται προθέρμανση του μείγματος αέρος-καυσίμου.

Ογκομερική ικανότητα= Όγκος εισερχομένου μείγματος / Όγκο θαλάμου καύσεως
Η ογκομετρική ικανότητα των καρμπυρατέρ ανέρχεται στο 70% περίπου.

* Είναι ουσιαστικά αδύνατο να διανεμηθεί με το/τα καρμπυρατέρ το μείγμα εξίσου ομοιόμορφα στους κυλίνδρους. Μια λύση είναι η χρήση πλουσιότερου μείγματος απ’ ότι διαφορετικά θα χρειαζόταν, ούτως ώστε οι κύλινδροι που θα λαμβάναν το φτωχό μείγμα να μην υποφέρουν από αυτοεκρήξεις (πειράκια). Αυτό όμως ανεβάζει την κατανάλωση.
* Σε συνθήκες κρύες, το καύσιμο υγραίνει τα τοιχώματα της πολλαπλής εισαγωγής προκαλώντας δυσλειτουργίες στον κινητήρα.

Τρόποι ψεκασμού καυσίμου

1. Υπάρχουν πολλοί τρόποι με τους οποίους το καύσιμο μπορεί να ψεκαστεί. Η πρώτη περίπτωση είναι αυτή κατά την οποία ψεκάζεται απευθείας μέσα σε κάθε κύλινδρο (άμεσος ψεκασμός- direct injection ). Η δεύτερη περίπτωση είναι αυτη κατά την οποία ψεκάζεται στην εισαγωγή αέρα πριν μπει στο κύλινδρο, δηλαδή πριν τη βαλβίδα εισαγωγής ( έμμεσος ψεκασμός- indirect injection ).
Ο απευθείας ψεκασμός δε χρησιμοποιείται ιδιαίτερα από τους κατασκευαστές επειδή είναι πολύ σύνθετο το σύστημα. Το καύσιμο θα πρέπει να ψεκάζεται με υψηλή πίεση από ακριβές αντλίες και επίσης οι παλμοί ψεκασμού θα πρέπει να συγχρονίζονται με τον κύκλο του κινητήρα. Ωστόσο νέοι κατασκευαστές απευθείας ψεκασμού έχουν εμφανιστεί στο χώρο του αυτοκινήτου κι όπως συχνά συμβαίνει να ακολουθήσουν στο χώρο της μοτοσυκλέτας.
Ο έμμεσος ψεκασμός κατά τον οποίο το καύσιμο ψεκάζεται σε ένα ή περισσότερα σημεία στην πολλαπλή εισαγωγής αέρα, λειτουργεί σε χαμηλότερες πιέσεις και οι ψεκαστήρες- injectors μπορούν να ενεργοποιούνται ταυτόχρονα και χωρίς συγχρονισμό με τον κύκλο του κινητήρα.
2. Στον έμμεσο ψεκασμό υπάρχουν δυο τρόποι παροχής του καυσίμου από τους ψεκαστήρες:
Συνεχής ψεκασμός : καύσιμο ψεκάζεται συνεχώς ενώ ο κινητήρας λειτουργεί.
Η ποσότητα του καυσίμου που διανέμεται εξαρτάται από τις αλλαγές της πίεσης καυσίμου. Η αντλία και το σύστημα στο συνεχή ψεκασμό είναι σύνθετα και η χρήση του δεν είναι διαδεδομένη.
Διακοπτόμενος ψεκασμός : καύσιμο ψεκάζεται κατά διαστήματα υπό σταθερή πίεση. Η ποσότητα του καυσίμου εξαρτάται από τη διάρκεια του χρόνου ψεκασμού. Αυτοί οι παλμοί ψεκασμού μπορούν να λαμβάνουν χώρα είτε σε συγχρονισμό με το άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής είτε άσχετα με το άνοιγμα αυτών.
3. Οι κατασκευαστές έχουν να επιλέξουν ανάμεσα στη χρήση ενός ψεκαστήρα ανά κινητήρα ( single point injection ) και αυτό το σύστημα ονομάζεται απλού ψεκασμού είτε στη χρήση ενός ψεκαστήρα ανά κύλινδρο ( multi point injection ) και αυτό το σύστημα ονομάζεται πολλαπλού ψεκασμού ενώ τέλος σε πολύ πρόσφατα μοντέλα γίνεται χρήση δυο ψεκαστήρων ανά κύλινδρο.

4. Οι κατασκευαστές προτιμούν το σύστημα πολλαπλού ψεκασμού στις μοτοσυκλέτες. Η βαλβίδα ψεκασμού μονού σημείου (απλού ψεκασμού) βρίσκεται πάνω από την πεταλούδα γκαζιού και είναι σχετικά σύστημα χαμηλού κόστους. Επειδή ο ψεκαστήρας έχει αυτή τη θέση τοποθέτησης ονομάζεται και είναι γνωστό σαν “ throttle body injection T . B . I .”
Ο ψεκασμός πολλαπλών σημείων ( multi point injection M . P . I .) είναι ο ευρύτερα διαδεδομένος ειδικά όταν το επιπλέον κόστος δεν αποτελεί αποτρεπτικό παράγοντα.

Έλεγχος ψεκασμού καυσίμου

Η Bosch έχει αναμφίσβητητα χαράξει το δρόμο στο ψεκασμό καυσίμων και αρχικά στις μοτοσικλέτες το σύστημα ψεκασμού ήταν σε ανεξάρτητη μονάδα από το σύστημα ανάφλεξης. Όπως θα δούμε αργότερα όταν ενσωματώθηκαν μεταξύ τους τα δυο συστήματα ο όρος για τον έλεγχο έγινε : διαχείρηση κινητήρα ( engine management ). Μερικά από τα συστήματα που θα αναπτύξουμε έχουν σχέση με ξεχωριστές μονάδες (ανάφλεξη από ψεκασμό) και μερικά είναι τμήματα ψεκασμού καυσίμου μιας ολοκληρωμένης μονάδας διαχείρησης κινητήρα.
“ Jetronic ” ήταν το όνομα που χρησιμοποίησε η Bosch σε προγενέστερες μονάδες που ήταν ξεχωριστές από την ανάφλεξη, όπως στη BMW K 100 και στις σειρές 75.
Η τελευταία κατηγορία είναι η “ Motronic ” έκδοση ΜΑ2.2 που χρησιμοποιείται στις τετραβάλβιδες μότο BMW σειράς R και K . Όλα τα συστήματα της Bosch – Motronic έχουν ενιαίο έλεγχο καυσίμου-ανάφλεξης.
Υπάρχουν τώρα συστήματα από άλλους κατασκευαστές συμπεριλαμβανομένου του συστήματος “ Sagem ” που είναι εγκατεστημένο σε μοτό Triumph που χρησιμοποιούν M . P . I . .
Όλα τα συστήματα ψεκασμού δουλεύουν με τις ίδιες θεμελιώδης αρχές και οι κυρίως διαφορές τους είναι στη μέθοδο μέτρησης της ροής ή του όγκου αέρα.

Μέτρηση αέρα

Με δεδομένου ότι το σύστημα ηλεκρονικού ελέγχου μπορεί να παρέχει την σωστή ποσότητα καυσίμου, είναι απαραίτητο να μετρήσουμε την ποσότητα αέρα που λαμβάνεται από τον κινητήρα.
Ποτενσιόμετρα γκαζιού ( T . H . P .- T . P . Throttle Position )
Η απλούστερη μέθοδος είναι να μετράμε τη γωνία ανοίγματος της πεταλούδας γκαζιού και αυτό επιτυγχάνεται έχοντας ένα ποτενσιόμετρο στην άκρη του άξονα της πεταλούδας. Ενώ θεωρητικά είναι απλή μέθοδος αποτελεί από μόνη της ανεπεξέργαστο τρόπο μέτρησης της ροής της μάζας του αέρα επειδή ο εισερχόμενος αέρας είναι μεν αναλογικός του ανοίγματος γκαζιού αλλά η ποσότητα του επηρεάζεται από παράγοντες όπως η θερμοκρασία περιβάλλοντος και της υψομετρικής διαφοράς.
Στο σύστημα “ Sagem ” της Triumph η τάση εξόδου του ποτενσιομέτρου τροφοδοτείται στη μονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου ( E . C . U . Electronic Control Unit ) μαζί με το σήμα του αισθητήρα στροφών κινητήρα και δυο αισθητήρων στο φιλτροκούτι που καταγράφουν την πυκνότητα του αέρα. Η πυκνότητα του αέρα υπολογίζεται από έναν αισθητήρα βαρομετρικής πίεσης BARO και από ένα αισθητήρα θερμοκρασίας εισερχομένου αέρα (Ι.Α.Τ. Intake Air Temperature ), λαμβάνοντας υπόψιν ότι η πυκνότητα μεταβάλλεται με τη θερμοκρασία όπως επισης και με τη βαρομετρική πίεση
Σαν παράγοντες μέτρησης η Ducati χρησιμοποιεί αισθητήρα ταχύτητας και θέσης γκαζιού και η Yamaha - Honda - Suzuki - Kawasaki χρησιμοποιεί ταχύτητας (στροφών κινητήρα),θέσεως γκαζιού, πυκνότητας αέρα.
Με τη χρήση του καταλύτη στα πρόσφατα μοντέλα έγινε απαραίτητη η χρήση του αισθητήρα Lambda “λ” που ονομάζεται και αισθητήρας οξυγόνου ο οποίος στέλνει ένα σήμα διορθωτικό προς την ECU εάν η ποιότητα των καυσαερίων είναι εκτός ορίων. Αυτό σημαίνει ότι κάθε τυχόν σφάλμα στη μέτρηση εισερχομένου αέρα διορθώνεται αυτομάτως από την ECU μετά την παρέμβαση του αισθητήρα “λ” . Έτσι η ακρίβεια του ποτενσιομέτρου γκαζιού THP δεν είναι και τόσο σημαντική. Είναι σημαντικό να μην αφαιρείτε τον αισθητήρα THP γιατί η θέση του είναι ρυθμισμένη εργοστοσιακά.
Σε άλλα συστήματα χρησιμοποιείται ένας απλός διακόπτης THP που αναγνωρίζει μόνο αν η πεταλούδα είναι σε θέση ON , OFF ή ενδιάμεση.

(..Ξανα-συνεχιζεται!!.. )

 

[black_hawk]

Αισθητήρες Airflap

Ο αισθητήρας ροής αέρα “ Airflap ” που είναι σε χρήση εδώ και μερικά χρόνια τοποθετείται στην εισαγωγή του αέρα και το πτερύγιο του ανοιγοκλείνει ανάλογα με τη ροή του εισερχομένου αέρα ενώ υπάρχει και ένα ελατήριο επαναφοράς. Εξισορροπείται από ένα παρόμοιο πτερύγιο που βρίσκεται μέσα στο θάλαμο απόσβεσης το οποίο όχι μόνο ισορροπεί το κυρίως πτερύγιο αλλά αποσβαίνει κάθε τάση-ροπή-κλίση για ταλάντευση. Στο τέλος του άξονα πτερυγίου και έξω από το θάλαμο απόσβεσης είναι συνδεδεμένο ένα ποτενσιόμετρο. Η ηλεκτρική τάση που αναπτύσσεται στα άκρα του ποτενσιομέτρου είναι ανάλογη της θέσης-γωνίας του πτερυγίου και αυτό με τη σειρά του αποτελεί τη μέτρηση της ροής του αέρα.
Το σήμα της τάσης τροφοδοτείται στο ECU μαζί με τα άλλα σήματα άλλων αισθητήρων και καθορίζουν το ψεκασμό καυσίμων.
Το ποτενσιόμετρο είναι κατασκευασμένο από μια σειρά αντιστάσεων R 0 έως R 10 από κεραμικό-μεταλλικό ( cermet ) συνδεδεμένες μέσω στενών επαφών σε ψύκτρες που είναι βαρέως τύπου και υψηλης αγωγιμότητας.
Το σήμα της τάσης είναι υψηλό όταν η ποσότητα αέρα Q είναι χαμηλή και αντίστροφα.
Ο μετρητής “ airflap ” είναι απλός και αξιόπιστος αλλά πάσχει από το μειονέκτημα ότι μετράει όγκο εισερχομένου αέρα. Ο λόγος αέρα προς καύσιμο είναι σε μονάδες μάζας (βάρος) αέρα και οι ενδείξεις του μετρητή χρειάζονται διόρθωση ως προς την πυκνότητα του αέρος. Ένας αισθητήρας θερμοκρασίας εισερχόμενου αέρα (ΙΑΤ Intake Air Temperature ) τοποθετείται στην είσοδο του εισερχόμενου αέρα του μετρητή, το σήμα του οποίου επεξεργάζεται από την ECU ώστε να επιτύχει σωστή εικόνα της μάζας του αέρα.
Το πτερύγιο παρακάμπτεται ( bypass ) από ένα αεραγωγό για την εισαγωγή αέρα στο ρελαντί ( idle ) και μια ρυθμιστική βίδα ρυθμίζει τη ροή αέρα σε μια οπή ώστε να επιτυγχάνεται ρύθμιση του μείγματος του ρελαντί.

Μετρητές μάζας αέρα

Το μειονέκτημα του μετρητή “ airflap ” όπως αναφέραμε είναι ότι η μέτρηση είναι εσφαλμένη υπό την έννοια ότι μετράει όγκο αέρα εισαγωγής και όχι μάζα (βάρος). Σφάλματα εισάγονται με τη διαφορά υψομέτρου μιας και η πυκνότητα του αέρα πέφτει αυξάνοντας το υψόμετρο (θυμηθείτε: Μάζα= Όγκος x Πυκνότητα). Επιπρόσθετα ο μετρητής“ airflap ” υπόκειται σε ελαφρά παλμικά λάθη από το απότομο ανοιγόκλειμα των βαλβίδων εισαγωγής. Είναι ακριβός στην κατασκευή και δε χρησιμοποιείται στα σύγχρονα μοντέλα μοτό.

Μετρητής μάζας αέρα ζεστού καλωδίου – Hot wire
Μια λύση έγκειται στη μέτρηση της μάζας του εισερχόμενου αέρα με μετρητή ζεστού σύρματος-καλωδίου απευθείας χωρίς να επηρεάζεται από υψομετρική διαφορά (πυκνότητα αέρα). Επιπρόσθετα αυτού του τύπου ο μετρητής δεν επηρεάζεται από σφάλματα κραδασμικά-παλινδρομικά. Αυτός ο μετρητής χρησιμοποιεί θερμό σύρμα 70 mm διαμέτρου που είναι προσαρμοσμένο σε ένα στόμιο (σωλήνα) μέτρησης, στον αέρα εισαγωγής, πριν την πεταλούδα γκαζιού.
Ο μετρητής μάζας αέρα ζεστού καλωδίου στηρίζει τη λειτουργία του στην αρχή σταθερής θερμοκρασίας. Το ζεστό σύρμα πλατίνας αποτελεί το ένα σκέλος μιας γέφυρας Wheatstone η οποία διατηρείται σε ισορροπία, αλλάζοντας το ρεύμα θέρμανσης, ούτως ώστε η θερμοκρασία (περίπου 100 0 C , 212 0 F ) του ζεστού σύρματος να διατηρείται σε μια τιμή σταθερή πάνω από τη θερμοκρασία του εισερχόμενου αέρα.
Όσο η ροή εισερχόμενου αέρα μεγαλώνει το σύρμα κρυώνει και η αντίσταση πέφτει. Αυτό αποσταθεροποιεί τη γέφυρα Wheatstone και η διαφορά τάσης μεταξύ Α και Β τροφοδοτείται σε έναν ενισχυτή, η έξοδος του οποίου τροφοδοτεί τη γέφυρα έτσι ώστε να θερμάνει το το σύρμα και αυτό να αυξήσει την αντίσταση του μέχρις ότου να έρθει ισορροπία. Η κλίμακα του ρεύματος θέρμανσης είναι μεταξύ 500 – 1200 mA .
Η αύξηση του ρεύματος του ρεύματος θα τρέξει μέσα πό την αντίσταση ακριβείας R 3 και η πτώση τάσης στα άκρα διαβάζεται σαν σημα προς την ECU σαν μέτρηση της ροής μάζας αέρα η οποία μετά ( ECU ) υπολογίζει την ποσότητα καυσίμου που θα ψεκαστεί.
Το σύστημα θερμού καλωδίου προς το παρόν χρησιμοποιείται κυρίως στα αυτοκίνητα αλλά το συμπεριλαμβάνω γιατί είχε εφαρμογή στο παρελθόν σε μεμονωμένα μοντέλα μοτοσικλέτας. Οι μέθοδοι μέτρησης “ airflap ” και “ hot wire ” εκτοπίστηκαν στα σημερινά μοντέλα από τη χρήση του αισθητήρα “λ”. Αυτό γιατί το σήμα επιστροφής από τον αισθητήρα “λ” προς την ECU μπορεί να καλύψει τυχόν ανακρίβειες των διαφόρων μετρητών μάζας ή όγκου αέρα.

Γενική περιγραφή συστήματος fuel injection

Λειτουργία
Το καύσιμο κι ο αέρας παρέχονται σαν σωστό και ακριβές μείγμα, με τις στροφές του κινητήρα και τον όγκο του εισερχόμενου αέρα, ως τους κύριους ελεγχόμενους παράγοντες.
Ο όγκος του αέρα παρέχεται για να σχηματίσει το μείγμα καύσης που αναρροφάται από την υποπίεση του κινητήρα (εμβόλου) και μεταβάλλεται από τη γωνία των πεταλούδων του γκαζιού. Το σύστημα ψεκασμού καυσίμων κατόπιν παρέχει τη σωστή ποσότητα καυσίμου υπό μορφή σπρέυ από έναν ψεκαστήρα ή πολλούς (έναν ή και δύο για κάθε κύλινδρο) που βρίσκεται στον αεραγωγό εισαγωγής.
Οι ψεκαστήρες ( injectors ) – ένας ή και δύο για κάθε κύλινδρο – έχουν στόμια ψεκασμού που ανοιγοκλείνουν με σωληνοειδές (ηλεκτρομαγνητικές βάνες). Οι τρεις ψεκαστήρες είναι συνδεδεμένοι παράλληλα ηλεκτρικά και ανοίγουν την ίδια στιγμή, μια φορά για κάθε περιστροφή του στροφαλοφόρου ή και ξεχωριστά ο καθένας ψεκαστήρας ανάλογα με την εντολή που παίρνει από την ECU .
Όταν ανοίγουν, καύσιμο ψεκάζεται σε πίεση 2,5 έως 3, 6 bar (36 lbf / in 2 ) έως ότου το ηλεκτρικό σήμα στα σωληνοειδή τους διακοπεί από την μονάδα ελέγχου. Η “ on ” περίοδος διαρκεί από 1,5 έως 9 milliseconds ( ms ) περίπου και αναλόγως τον κατασκευαστή. Το ψεκαζόμενο καύσιμο ανακατεύεται με τον εισερχόμενο αέρα καθώς και τα δυο μετακινούνται προς τη βαλβίδα εισαγωγής, δίνοντας ένα μείγμα ακριβείας προς το θάλαμο καύσης. Το ολοκληρωμένο σύστημα αποτελείται από τις εξής τρεις ζώνες:

* Fuel system – Σύστημα καυσίμου

Καύσιμο πρεσσάρεται από το ρεζερβουάρ μέσω μιας αντλίας τύπου “ roller - cell ” (βρίσκεται μέσα στο ρεζερβουάρ και αφού περάσει από το φίλτρο καυσίμων παρέχεται στον αγωγό καυσίμων στα άκρα του οποίου βρίσκεται ο ρυθμιστής πίεσης καυσίμου.

Προκειμένου να διατηρηθεί η διαφορική πίεση ψεκασμού σταθερή, κόντρα στις μεταβολές της υποπίεσης της εισαγωγής, ο ρυθμιστής πίεσης καυσίμου αισθάνεται τη διαφορά μεταξύ πίεσης ψεκασμού και αυτής της εισαγωγής αέρα. Το πλεονάζων καύσιμο επιστρέφει στο ρεζερβουάρ. Η συνεχής κυκλοφορία διατηρεί το καύσιμο κρύο και αποφεύγεται η δημιουργία ατμών καυσίμου.
Το φιλτράρισμα του καυσίμου είναι σημαντικό για την περίπτωση που βρωμιές εισέλθουν στο ρεζερβουάρ. Το φίλτρο είναι τύπου φυσιγγίου με πορώδης χαρτί νούμερο 10μ m ( pore - size ) και χρειάζεται περιοδική αντικατάσταση.
Το καύσιμο έχει δευτερεύον καθήκον να λιπαίνει και να ψύχει την αντλία καυσίμου. Το καύσιμο διέρχεται μέσω του μοτέρ συμπεριλαμβανομένου των ψυκτρών και κατά μήκος του οπλισμού. Είναι σημαντικό να μη λειτουργούμε ποτέ την αντλία με κενό ρεζερβουάρ. Θα καεί!

* Air intake system - Σύστημα εισαγωγής αέρα

Στους μετρητές όγκου-μάζας αέρα αναφερθήκαμε λεπτομερώς παραπάνω και είδαμε πως γίνεται η καταμέτρηση των μεγεθών τους. Στις πλέον σύγχρονες μοτοσικλέτες χρησιμοποιείται αισθητήρας THP – TP σε συνεργασία με τους αισθητήρες:

* MAP Manifold Absolute Pressure
* BARO Barometric Pressure
* IAT Intake Air Temperature

για τον υπολογισμό της εισερχόμενης ποσότητας αέρα.
Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των συστημάτων ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου ( E . F . I . Electronic Fuel Injection ) είναι το ότι είναι ευαίσθητα σε διαρροές αέρα στην περιοχή εισαγωγής. Η παραμικρή διαρροή δημιουργεί σοβαρή δυσλειτουργία στον κινητήρα.

* ECU Electronic Control Unit – Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου

Ο όγκος του ψεκαζόμενου καυσίμου ανά περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα, μέσα στους αυλούς εισαγωγής, καθορίζεται από το χρόνο που οι ψεκαστήρες θα παραμείνουν ανοιχτοί. Ο έλεγχος του χρόνου ανοίγματος και ο χρονισμός ( timing ) των ψεκαστήρων καθορίζεται από την ECU η οποία δίνει παλμούς ρεύματος (όσης διάρκειας κρίνει αυτή) προς τα τυλίγματα των σωληνοειδών των ψεκαστήρων τα οποία κρατούν ανοιχτές τις οπές ψεκασμού ( nozzles ). Σημερινά μοντέλα διαθέτουν ως και 12 οπές ανά ψεκαστήρα. Ο χρόνος διάρκειας των παλμών ρεύματος εξαρτάται από τους εξής παράγοντες:

*
o Πληροφορία ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα από τον αισθητήρα “ Hall - effect trigger ” μέσω της μονάδας ελέγχου ανάφλεξης
o Ειδικά προγράμματα χαρτογραφημένα εντός της ECU για κρύο ξεκίνημα και κανονικό ξεκίνημα, λειτουργώντας το διακόπτη ανάφλεξης (κλειδί).
o Πληροφορίες φορτίου κινητήρα από τους αισθητήρες THP , MAP
o Όγκο αέρα όπως παρουσιάζεται από τα συστήματα μέτρησης όγκου ή μάζας εισερχόμενου αέρα και τους συγγενικούς αισθητήρες
o Θερμοκρασία κινητήρα που λαμβάνεται από τον αισθητήρα θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού του κινητήρα ( ECT Engine Coolant Temperature ) που είναι βιδωμένος σε σωλήνες του ψυκτικού κυκλώματος.
o Ποιότητα καυσαερίων λαμβάνοντας υπ’ όψην τον αισθητήρα “λ”

(..Kαι, ξανα-συνεχιζεται!! )

 

[black_hawk]

ABS – Anti-lock Braking System Γενικά

Ο σκοπός του ABS (Αντιμπλοκαριστικού συστήματος φρεναρίσματος) είναι να παρέχει το μέγιστο φρενάρισμα όταν απαιτείται χωρίς να μπλοκάρουν οι τροχοί. Η μεγαλύτερη δύναμη φρεναρίσματος μεταξύ οδοστρώματος και ελαστικών παρουσιάζεται λίγο πριν το σημείο μπλοκαρίσματος. Όταν το ελαστικό μπλοκάρει, γλιστράει στο οδόστρωμα και ο αναβάτης χάνει τον έλεγχο κατεύθυνσης επειδή κατά το στρίψιμο απαιτείται η πλευρική δύναμη της κεντρομόλου που κρατάει τη μοτοσικλέτα μέσα στη στροφή και χάνεται κατά το μπλοκάρισμα.
Οι μοτοσικλέτες δε μπορούν να ισορροπήσουν από μόνες τους παρά μόνο από τη δύναμη που ασκεί ο αναβάτης στο τιμόνι στις χαμηλές ταχύτητες ενώ στις ψηλότερες ισσοροπούν λόγω του φαινόμενου γυροσκοπίου των δύο τροχών και κυρίως του μπροστινού. Αν οι τροχοί σταματήσουν να περιστρέφονται για πάνω από 0,5 sec η μοτοσικλέτα έρχεται ξαφνικά σε ασταθή κατάσταση.
Οι περισσότεροι αναβάτες γνωρίζουν ενστικτωδώς ότι αν ενεργοποιήσουν τα φρένα υπάρχει μια σωστή δοσολογία φρεναρίσματος ώστε να επιτύχουν το καλύτερο φρενάρισμα με όλες τις συνθήκες οδοστρώματος.
Είναι γνωστό ότι ένας στους δέκα αναβάτες πέφτει εξαιτίας του υπερφρεναρίσματος, αλλά επίσης πολλά ατυχήματα οφείλονται σε ανεπαρκή φρενάρισμα. Το ABS επιτρέπει στον αναβάτη να φρενάρει με όλη του τη δύναμη χωρίς να ρισκάρει το μπλοκάρισμα των τροχών, υπό την προϋπόθεση να είναι σε ευθεία πορεία. Σε ολισθηρά-βρεγμένα οδοστρώματα το ABS έχει σαφή υπεροχή φρεναρίσματος, ακόμα και από τους πλέον έμπειρους αναβάτες. Επιπρόσθετα κατά τη μετάπτωση από στεγνό σε βρεγμένο οδόστρωμα ενώ φρενάρουμε απαιτείται αλλαγή πίεσης στα φρένα ώστε να μη μπλοκάρουν οι τροχοί. Το ABS το αντιλαμβάνεται αυτό ενώ οι περισσότεροι μοτοσικλετιστές όχι.
Το στρίψιμο είναι διαφορετική υπόθεση και ακόμη και με ABS δεν επιτρέπεται η μέγιστη ενεργοποίηση φρεναρίσματος. Όταν μηχανή και αναβάτης γέρνουν στη στροφή, το σημείο επαφής του ελαστικού με το δρόμο μετατοπίζεται μακριά από την κεντρική γραμμή του ελαστικού. Αν ο αναβάτης φρενάρει σε αυτήν την κατάσταση, η μοτοσικλέτα αυτόματα σηκώνεται από την πλαγιασμένη θέση και προσπαθεί να πάει ευθεία. Σ’ αυτές τις περιπτώσεις το μέγιστο φρενάρισμα είναι αδύνατο.
Η αρχή λειτουργίας του ABS
Όλα τα συστήματα ABS έχουν οδοντωτούς δίσκους στον εμπρός και πίσω άξονα ενώ μερικοί από αυτούς είναι προσαρμοσμένοι στις δισκόπλακες. Ενας αισθητήρας για κάθε συγκρότημα (μπρος-πίσω) είναι προσαρμοσμένος ώστε να “διαβάζει” τα δόντια του δίσκου ενώ η αναπτυσσόμενη τάση παρέχεται στη μονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου ECU .
Συνήθως όταν ένας τροχός φτάσει στο σημείο να μπλοκάρει έχει διαφορετική ταχύτητα περιστροφής από τον άλλον. Η ECU διαβάζει τη διαφορά των δύο τροχών, όταν η διαφορά είναι περισσότερη του 30%, τότε δίνει εντολή στον αντίστοιχο ρυθμιστή πίεσης, ο οποίος είναι υδραυλικά συνδεδεμένος με το σύστημα φρένων. Ο ρυθμιστής πίεσης μειώνει την υδραυλική πίεση του φρένου που πάει να μπλοκάρει τον τροχό μέχρις ότου να μην εμφανίζονται ενδείξεις μπλοκαρίσματος και μετά αυξάνει πάλι την πίεση ως το σημείο μπλοκαρίσματος. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται 4 έως 10 φορές το δευτερόλεπτο και για όσο ο αναβάτης διατηρεί την υψηλή πίεση στο φρένο και η ταχύτητα δεν πέφτει κάτω από ένα ορισμένο όριο (3-4 km / h ) περίπου.
Μια άλλη λιγότερο συχνή περίπτωση είναι όταν έχουμε μπλοκάρισμα και των δύο τροχών. Τότε η ECU δίνει εντολή και ενεργοποιεί και τους δύο ρυθμιστές πίεσης.
Στα αυτοκίνητα με ABS παρατηρείται κατά την ενεργοποίηση του, ένα τρέμουλο στο πεντάλ του φρένου. Μερικά από τα συστήματα μοτοσικλετών ABS έχουν μια μονόδρομη βαλβίδα στο υδραυλικό σύστημα που αποτρέπει αυτή την αίσθηση.
Έχουν παρουσιαστεί διάφορα συστήματα ABS από διάφορους κατασκευαστές, η αρχή λειτουργίας όμως είναι ίδια. Όταν ο αναβάτης παρέχει πίεση μπλοκαρίσματος στα φρένα, ο ρυθμιστής πίεσης, μετά από εντολή από την ECU τη μειώνει ώστε να αποφευχθεί το μπλοκάρισμα, μετά την επαναφέρει στην αρχική έως ότου φτάσει κοντά στο μπλοκάρισμα κ.ο.κ. μέχρις ότου η μοτοσικλέτα να επιβραδύνει στο επιθυμητό σημείο. Αυτή η διαδικασία παρέχει τη μέγιστη δυνατή επιβράδυνση και εξαλείφει τον κίνδυνο μπλοκαρίσματος.
Σωστά νούμερα ελαστικών και σωστές πιέσεις είναι πολύ σημαντικά για την καλή λειτουργία του ABS . Ο εμπρός και πίσω αισθητήρας ανιχνεύουν την ταχύτητα περιστροφής των τροχών που αν εμείς έχουμε αλλάξει διαστάσεις ή πιέσεις θα έχουμε εσφαλμένες λήψεις.
Πολλές μοτοσικλέτες έχουν ένα διακόπτη παράκαμψης του ABS στην περίπτωση που ο αναβάτης θέλει να το βγάλει εκτός λειτουργίας.
Υπάρχει επίσης ενδεικτικό led ABS στο καντράν που μας προειδοποιεί για τυχόν ανωμαλία, η οποία καταγράφεται στη μνήμη της ECU και διαβάζεται σε διαγνωστικό μηχάνημα που συνδέεται με το σύστημα.

(Ξανα-μανα-συνεχιζεται.. )

 

[black_hawk]

Engine management – Διαχείρηση κινητήρα Συνδυασμός ελέγχου του συστήματος ανάφλεξης και καυσίμου.

Οι κινητήρες μοτό έχουν δυο μονάδες υποστήριξης για την παραγωγή ισχύος. Η μια υποστηρίζει την παροχή μείγματος καυσίμου σε σωστή ποσότητα αλλά και σωστή αναλογία ( air : fuel ratio ) ενώ η άλλη υποστηρίζει την παροχή σπινθήρα ανάφλεξης στο σωστό χρόνο. Για το μεγαλύτερο μέρος του προηγούμενου αιώνα αυτές οι δυο μονάδες καυσίμου και ανάφλεξης ήταν ξεχωριστές. Ωστόσο οι απαιτήσεις για καλύτερη απόδοση ισχύος, οικονομία καυσίμου και μείωσης των ρύπων οδήγησαν στην ενσωμάτωση των δυο συστημάτων.
Τα κυκλώματα ψηφιακής ανάφλεξης χρησιμοποιούν μικροϋπολογιστή ( microcomputer ) στη μονάδα ελέγχου ανάφλεξης και αυτός ο υπολογιστής είναι ικανός να ελέγχει άλλες παραμέτρους ( tasks ). Ηταν ωστόσο λογικό να χρησιμοποιείται αυτή η εφεδρική ( spare ) χωρητικότητα του υπολογιστή για τον έλεγχο του καυσίμου.
Βασιζόμενη σ’ αυτή τη βάση των εξελίξεων οι μονάδες ελέγχου ψεκασμού καυσίμου επίσης πλήρως ηλεκτρονικές, δε χρησιμοποιούσαν ψηφιακή τεχνολογία αλλά αντί για αυτή αναλογική τεχνολογία και αυτή δεν ήταν συμβατή με τις μονάδες ελέγχου ανάφλεξης.
Η Bosch ανακάλυψε ένα ηλεκτρονικό ψηφιακό σύστημα ελέγχου για το ψεκασμό καυσίμου και το συνδύασε με τον έλεγχο ψηφιακής ανάφλεξης δημιουργώντας μια απλή μονάδα ελέγχου. Αυτό είναι το σύστημα “ Motronic ”. Χρησιμοποίησε μια μονάδα ελέγχου για να αισθάνεται τις απαραίτητες συνθήκες– καταστάσεις του κινητήρα και να παράγει παλμούς ανάφλεξης και παλμούς στους ψεκαστήρες ( injector ) καυσίμου διαδοχικά. Βασικά ανακαλύφθηκε αρχικά για τον κόσμο των αυτοκινήτων, ενώ τώρα χρησιμοποιείται με επιτυχία στην BMW K 1 16 V και K 100 RS μοντέλα και η τελευταία έκδοση Motronic 2,2 είναι στις τετραβάλβιδες σειρές R και K .
Οι άλλοι κατασκευαστές ακολούθησαν, και για παράδειγμα η Yamaha χρησιμοποίησε πλήρες “ engine management ” στο GTS 1000, R 1, R 6, MT , Fazer , FJR 1300, TDM 900, XT 660 ενώ η Honda με σχεδιασμό Keihin για τα μοντέλα της RC 45, VFR 800, CBR 600 Fi , CBR 600 RR , CBR 900 RR , CBR 1000 RR , VTR 1000 SP 1, XL 1000 V , XX 1100 κ.α. Η Suzuki στα μοντέλα της σειράς GS , GSXR , SV , V - Strom 650/1000, Bandit , Boulevard. Η Kawasaki στα μοντέλα της σειράς Z , ZX , ZZR , Ninja . Η Triumph στα μοντέλα της Daytona και Speed triple .
Είναι ενδιαφέρον ότι μερικοί κατασκευαστές χρησιμοποίησαν στο παρελθόν δύο ECUs , μία για την ανάφλεξη και μία για το ψεκασμό αλλά στην πραγματικότητα είναι μαζί ένα πακέτο συστήματος διαχείρησης κινητήρα ( engine management system ).
Χαρτογράφηση – χάρτης απόδοσης
Τρισδιάστατοι χάρτες χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν τη σχέση μεταξύ ταχύτητας περιστροφής κινητήρα φορτίου, και γωνίας ανάφλεξης ( advance ) ή προπορείας.
Με την χωρητικότητα μνήμης που διαθέτουν οι μικρουπολογιστές, επιπλέον ρυθμίσεις-παράμετροι εκτός του τρισδιάστατου χάρτη μπορούν να αποθηκευθούν, που σχετίζονται με επιπρόσθετες μεταβολές.
Ο χάρτης Lambda δείχνει πως η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα και το φορτίο σχετίζονται με το “λ”, δηλαδή το συντελεστή Lambda . (Θυμηθείτε ότι το “λ” είναι 1,0 για λόγο αέρα προς καύσιμο: 14,7/1). Υψηλότερο της μονάδας 1.0 είναι φτωχότερο μείγμα και χαμηλότερο είναι πλουσιότερο μείγμα. Η τιμή “λ” είναι σημαντική για να διατηρήσει το επίπεδο ρύπων χαμηλό και είναι μεγίστης σημασίας όταν καταλύτης είναι εγκατεστημένος.
Ένα άλλο πακέτο πληροφοριών που μπορούν να αποθηκευθούν σε μια ECU είναι η σχέση μεταξύ ταχύτητας περιστροφής (στροφών κινητήρα), τάσης μπαταρίας και γωνίας dwell . Συμβαίνει σε πιο σύνθετες καταστάσεις στις μονάδες ECU να αποθηκεύονται και να χρησιμοποιούνται και άλλες παράμετροι για καλύτερη απόδοση στις ψηλές στροφές, υπό φορτίο, και για εμπλουτισμό μείγματος κατά την προθέρμανση.
Οι αισθητήρες που καταγράφουν όλες αυτές τις μεταβολές είναι συχνά ίδιου τύπου και χρησιμοποιούνται ταυτόχρονα από την ανάφλεξη και το ψεκασμό.

Open – and closed – loop control – Έλεγχος μετ ’ επιστροφών ή άνευ .
Όταν σχεδιαστεί η χαρτογράφηση του κινητήρα τα αποτελέσματα αποθηκεύονται στην μόνιμη μνήμη ( ROM ) του μικροεπεξεργαστή ( microprocessor ). Ο κινητήρας θα λειτουργεί σύμφωνα με τη χαρτογράφηση που αποθηκεύτηκε για κάθε τιμή ταχύτητας περιστροφής και φορτίου. Υπό τον όρο να μη παρουσιάζονται φθορές στον κινητήρα και ανοχές με το πέρασμα του χρόνου, οι οποίες δημιουργούν διαφορετικές συνθήκες από τις αρχικές για τις οποίες έγινε η χαρτογράφηφη.
Επειδή αυτό είναι αδύνατο και φθορές θα εμφανιστούν με τον καιρό στα έμβολα, στους οδηγούς βαλβίδων, στα έδρανα τους κτλ έτσι ώστε η εισαγωγή αέρα για παράδειγμα σύντομα θα διαφέρει απ’ αυτήν που ο μικροεπεξεργαστής πιστεύει ότι είναι λαμβάνοντας υπ’ όψιν του τα σήματα των αισθητήρων. Αυτή η κατάσταση είναι μια κατάσταση ( open - loop ) χωρίς επιστροφές με την έννοια ότι δε γίνεται έλεγχος της ρεαλιστικής απόδοσης του κινητήρα και των εκπεμπόμενων καυσαερίων. Έτσι η απόδοση της ανάφλεξης μειώνεται με άμεσες συνέπειες στον κινητήρα όπως απώλεια ισχύος, πειράκια, υπερθέρμανση και τα προβλήματα μεγαλώνουν όσο ο σωστός χρονισμός ανάφλεξης βγαίνει εκτός ορίων.
Η λύση στο πρόβλημα αυτό δόθηκε χρησιμοποιώντας αισθητήρες για τη μέτρηση της απόδοσης του κινητήρα, τα σήματα των οποίων επιστρέφουν στην ECU . Η ECU κατόπιν μπορεί να ρυθμίσει το χρονισμό ή το μείγμα στα προκαθορισμένα όρια-τιμές.
Τα “πειράκια” μπορούν να ανιχνευθούν από κραδασμικό αισθητήρα που βρίσκεται ενσωματωμένος στο κορμό ( block ) του κινητήρα ενώ το εσφαλμένο μείγμα ανιχνεύεται από αισθητήρα “λ” που βρίσκεται στο σύστημα εξαγωγής καυσαερίων. Η επιστροφή σήματος ενός ή και των δύο αισθητήρων προς την ECU αποτελεί ένα ( closed - loop ) μετ’ επιστροφών σύστημα ελέγχου το οποίο σωστές συνθήκες ψεκασμού και ανάφλεξης ανεξάρτητα της φθοράς του κινητήρα.
Αισθητήρες κραδασμικοί ( knock sensor ) χρησιμοποιούνται σήμερα από τους περισσότερους κατασκευαστές μοτό ενώ αισθητήρες “λ” επί το πλείστον στα μοντέλα με καταλύτη.

Bosch Motronic BMW 16-Valves models.
Αυτός ο ψηφιακός έλεγχος ήταν το πρώτο σύστημα διαχείρησης κινητήρα που εφαρμόστηκε σε μοτό παραγωγής. Αναφέρεται σε τετρακύλινδρο κινητήρα όπου η μονάδα ελέγχου Motronic ελέγχει το ψεκασμό καυσίμου και την ανάφλεξη του κινητήρα. Το σύστημα είναι τύπου open - loop (ανοιχτών επιστροφών) αλλά ένα τύπου closed - loop (κλειστών επιστροφών) παρέχεται με καταλύτη και αισθητήρα “λ”.
Στη μονάδα ελέγχου Motronic βρίσκονται οι επεξεργαστές σημάτων. Οι είσοδοι από τους αισθητήρες τροφοδοτούνται στα κυκλώματα επεξεργασίας σημάτων για να επιβεβαιώσουν ότι όλοι οι έξοδοι προς τον υπολογιστή είναι υπό τη μορφή ψηφιακών παλμών. Στην περίπτωση των αισθητήρων ανάφλεξης Hall η είσοδος είναι σε παλμική μορφή και μόνο μορφοποίηση απαιτείται.
Οι άλλες είσοδοι μπορεί να είναι χαμηλής τιμής μεταβαλλόμενες τάσεις. Αυτό σημαίνει ότι είναι αναλογικής μορφής και πρέπει να μετατραπούν σε αντίστοιχη ψηφιακή μορφή από ένα μετατροπέα αναλογικό-ψηφιακό ( analog to digital converter ). Ο μετατροπέας αυτός απαρτίζεται από “ box ” επεξεργάσιμου σήματος στα οποία οι είσοδοι είναι αναλογικοί.
Οι ψηφιακοί έξοδοι των “ box ” επεξεργασίας σήματος τροφοδοτούνται σε μια μπάρα εισόδων εξόδων για να μεταφερθούν στην καρδιά του computer .
Η ROM ( Read Only Memory ) μνήμη περιέχει χάρτες απόδοσης για μέγιστη απόδοση του κινητήρα ανταπεξερχόμενη σε οποιεσδήποτε πιθανές συνθήκες. Στη γειτονική RAM ( Random Access Memory ) όπου οι πληροφορίες σε μορφή σήματος αποθηκεύονται προσωρινά και λαμβάνονται ξανά για να προστεθούν στη CPU ( Central Processing Unit ) και αυτή με τη σειρά της να εκτελέσει τους υπολογισμούς. Όλες αυτές οι πληροφορίες μεταφέρονται από τις μπάρες “ BUS ” μεταξύ CPU , ROM , RAM και input / Output rail .
Όταν η CPU έχει κάνει τους απαραίτητους υπολογισμούς για ανάφλεξη και για παλμούς ψεκασμού τροφοδοτεί την πληροφορία αυτή στα boxes της Control Unit . Αυτά είναι η βαθμίδα εξόδου και ενεργοποιούν εξαρτήματα της ανάφλεξης και του ψεκασμού. Έξοδοι- εντολές δίνονται στον ενισχυτή ισχύος ανάφλεξης (πολλαπλασιαστές), στους ψεκαστήρες, στην αντλία καυσίμου και στον ανεμιστήρα του κυκλώματος ψύξης.
Οι είσοδοι είναι πολύ σημαντικοί από τον αισθητήρα “ Hall ”- PC ( Position Crankshaft ) που δίνει πληροφορίες ταχύτητας περιστροφής του κινητήρα και Α.Ν.Σ. και τον αισθητήρα THP . Η γωνία ανοίγματος της πεταλούδας γκαζιού ( alpha ) και η ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα Ν μας δίνουν αν τα πολλαπλασιάσουμε τη μέτρηση όγκου εισερχόμενου αέρα.
Διορθώσεις είναι απαραίτητες για τη θερμοκρασία εισερχόμενου αέρα και θερμοκρασίας κινητήρα που δίνονται αντίστοιχα από τους αισθητήρες ΙΑΤ και ECT . Τέλος για αποφυγή του βαρομετρικού σφάλματος τοποθετείται ένας αισθητήρας BARO .

Σημερινά συστήματα engine management
Στην παραπάνω αρχή λειτουργίας βασίζονται και τα σημερινά συστήματα engine management με μικρές διαφορές ανάμεσα στα μοντέλα, η βασική αρχή όμως παραμένει ίδια. Τα περισσότερα σημερινά μοντέλα είναι closed - loop , δηλαδή με αισθητήρα “λ” στο σύστημα εξαγωγής καυσαερίων. Έχουν μνήμη βλαβών στην ECU - ECM όπου απομνημονεύουν κάθε μη φυσιολογική κατάσταση και την προβάλουν είτε σε ενδεικτικό LED στο καντράν, αντιστοιχίζοντας τον αριθμό αναμμάτων του LED με μια σειρά από ανωμαλίες στα διάφορα περιφερειακά εξαρτήματα ή και την ίδια ( ECU ), είτε με ένδειξη της βλάβης σε διαγνωστική μονάδα που συνδέεται μέσω φίσσας με την ECU της μοτοσικλέτας. Η διαγνωστική μονάδα μπορεί να ελέγξει όλο το σύστημα engine management και σε μερικές περιπτώσεις να εγκαταστήσει διαφορετική χαρτογράφηση.
Πρέπει επίσης να τονιστεί ότι η ανάγκη για απόλυτη απόδοση οδήγησε τους κατασκευαστές των V κινητήρων σε διαφορετική χαρτογράφηση των μπροστινών από τους πίσω κυλίνδρους!
Σε super sport μοντέλα οι κατασκευαστές μέσω της ECU δίνουν εντολές για ανοιγόκλειμα θυρίδων-κλαπέτων στο φιλτροκούτι ώστε να ρυθμίζουν το ram - air ( SRAD ) ή στο σύστημα εξαγωγής καυσαερίων ( HECS ) ώστε να ρυθμίζουν τη ροή των καυσαερίων κερδίζοντας έτσι επιπλέον απόδοση. Εντολές επίσης από την ECU μπορούν να δώσουν σε διάφορους ενεργοποιητές ( actuators ) για διάφορες λειτουργίες, όπως η Honda στο VTEC σύστημα της, για ενεργοποίηση των άλλων δύο βαλβίδων ανά κύλινδρο (εισαγωγής-εξαγωγής), για καλύτερη απόδοση στις ψηλές και οικονομία στις χαμηλές , πάνω από κάποιο όριο στροφών.


ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ ENGINE MANAGEMENT
Για τους αισθητήρες του συστήματος έχουμε αναφερθεί λεπτομερώς παραπάνω. Σε αυτό το κομμάτι θα τους αναφέρουμε επιγραμματικά με τη διεθνή ορολογία.

* V speed ή vSP Vehicle speed
* Cam P ή CP Cam Position
* PC ή Hall Position Crankshaft
* MAP Manifo.ld Absolute Pressure
* TP ή THP Throttle Position
* ECT Engine Coolant Temperature
* IAT Intake Air Temperature
* BARO Barometric Pressure
* “ λ ” ή O 2 lambda or Oxygen Sensor

Και, Τ-Ε-Λ-Ο-Σ!! (Ορεξη για διαβασμα να υπαρχει!! )

(Link: http://www.electricalmoto.gr/Index_System.htm )