טכני למען הקהילה מוטוקרוס אופנועים אנדורו אופנועים אנדורו טרקטורונים באחה ישראל

חזור   פורום נזימה > טרקטורונים, אופנועים ומה שבשטח > טכני ושיפורים

תגובה
 
הגדרות אשכול חפש באשכול זה אפשרויות הצגת נושא
ישן 20-09-08, 20:59-24   #1
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל "שיפורי מנוע" - כל סדרת המאמרים.

חלק א'

(לינק למאמר בדף הבית )
http://www.nazzima.com/view_article.php?a=317

נערך לאחרונה על ידי ים סוסנה, 20-09-08 בשעה 21:33-24.
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:00-24   #2
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

שיפורי מנוע חלק ב'
מערכת הדלק הלא מוזרקת -
מערכת הדלק היא נושא ארוך ולא פשוט. מכיוון שאנו עוסקים בכתבה זו בשיפורי מנוע באופן כולל ולא רק במערכת הדלק קצרה היריעה מלהכיל הסבר מפורט על קרבורטורים ומערכות הזרקה.
למי שלא שולט בחומר אמליץ לקרוא את סדרת המאמרים של אביעד אברהמי על מערכת הדלק.
http://www.fullgaz.co.il/archive/oct-05/news/fg16506-fg-carburators-part1.php
בנושא הדיזות ופעולת הקרב' כבר נגענו בקצרה בתחילת הכתבה, אז נקפוץ ישר לאייטם הבא -
FCR?!
בטח יצא לכם כבר לשמוע על הקרב' המפורסם... מה כל כך מיוחד בקרב' בו?
אם קראתם את המאמרים של אביעד הבנתם את ההבדל בין קרב' CV לקרב' "מגופה".
FCR משתייך לסוג השני והוא משלב בתוכו משאבת האצה המחפה על החיסרון של קרב' המגופה הפשוטים.

מהו אותו חיסרון?
בקרב' עוברות 2 מדיות , אחת במצב צבירה גז ואחת נוזל ( אויר ודלק ).
אחת יותר קלה ו"גמישה" והשנייה יותר דחוסה וכבדה.
בקרב' מגופה , ברגע פתיחת מצערת מהירה תת הלחץ עולה לערכים גבוהים בזמן קצר ביותר.
השינוי המהיר בתת הלחץ משפיע יותר על המדיה הקלה מבין ה-2, האוויר, ושואב אותו במהירות שיא, בעוד הדלק מפגר מאחור, מנסה לזחול החוצה מהדיזות ולהדביק את צריכת האוויר של המנוע.
מדובר על ריגעון קצרצר אך קיים, בו קיים חוסר בדלק בתערובת.
התוצאה של מצב זה היא "שיהוק" ראשוני המתבטא בתגובת מצערת עצלה יותר, והמשך בתגובה פראית, מצב לא אידיאלי.
בדיוק למשבצת זו נכנסת משאבת התאוצה - משאבת התאוצה מחוברת באופן מכני למצערת.
משאב זו היא בעצם סוג של "מזרק" המחפה ברגעים אלו על פיגור זרימת הדלק למנוע.
המשאבה מגיעה בצורת בוכנה בתוך קדח הניזונה מאותו מקור דלק של הקרב' וברגע פתיחת המצערת דוחסת דלק דרך דיזה לחלל הוונטורי של הקרב'.
פעולת המשאבה מפצה על המחסור הזמני בדלק ומשגרת את הכלי קדימה בתגובת מצערת פראית... כמו שכתוב בספר.
פיצ'ר נוסף של הFCR הוא חיבור חיישן מיקום המצערת (TPS) לCDI ושינוי תזמון ההצתה בהתאם לסל"ד ומיקום המצערת למניעת הפרעות המתקבלות כתוצאה מפתיחת מצערת מלאה בסל"ד נמוך בעומס גבוה ("צלצולים", הרחבה בנושא בכתבה הבאה).
עוד יתרון של קרב' מסוג מגופה הוא החיבור הישיר בין המצערת לבוכנה/מגופה המרכזית.
ברכיבה בשטח קשה מופעלים על הרוכב והכלי כוחות G בכיוונים שונים, אותם הכוחות פועלים גם על חלקי הקרב'.
כידוע גובה הבוכנה בקרב' CV תלוי בכמות הוואקום המופעלת על הדיפאגרמה שאינה מחוברת באופן ישיר לכבל הגז.
בקרב' "מגופה" כבל הגז מחובר למצערת ( המגופה היא המצערת ) ומווסת את כמות התערובת הנכנסת למנוע.
בקרב' CV הפעולה נעשת בעקיפין כשכבל הגז מווסת את רמת הוואקום הקובעת את גובה הבוכנה.
בהפעלת כוח G שלילי על הבוכנה (ויתקנו אותי הטייסים באתר) אשר חזק יותר מכוח הוואקום המרים אותה , הבוכנה תרד למטה ותסגור את המעבר לתוך המנוע מה שיהפוך את היציאה מנחיתה של הכלי על הקרקע למשל... למסורבלת ואיטית.
הכתוב מתייחס לסוג הקרב' ולאו דווקא לFCR עצמו, משום שישנם עוד חברות שמציעות קרב' הפועלים באופן דומה, הFCR הצליח והתפרסם תודות לדיוק פנטסטי, אמינות טובה וביצועים מעולים.

חשבתם שתצאו מזה בכזאת קלות?
אני משאיר אתכם עם חידה , איך קרבורטורי CV מתמודדים עם שינוי המצערת הפתאומי?
(רמז ענק... התשובה בגוף השאלה, אם אין תשובה, אין חלק ג'...)

בעקבות שאלות הקשורות לחלק א' של הסדרה ומשום שאנו כבר עוסקים בנושא ,מילה וחצי על ג'טינג -
ציטוט:
*הערה בנוגע לשימוש במילה "וואקום" במאמר-
ציטוט:
למעשה בפתיחת מצערת חזקה יותר הוואקום יורד והלחץ בסעפת עולה , אך ה"וואקום" אשר אני מתאר במאמר ובהודעה זו הוא בעצם למשל - הכוח ששואב את הדלק מהדיזות - לפי עקרון ונטורי, בחרתי להשתמש במונח למרות אי הדיוק כדי להבהיר את הנקודה לקורא המתחיל.
מקור הצורך בג'טינג -
במחשבה ראשונה על פעולתו של הקרב' נהוג לקבל את הרושם שיחס הדלק אויר המתקבל ע"י הקרב' נשמר ללא תלות בכמות התערובת אשר נשאבת אל המנוע פר יחידת זמן, מחשבה זו איננה נכונה.
בתור התחלה הקרב' בנוי כך שיחס הדלק/אויר אמור להשתנות בהתאם למצב העבודה והעומס על המנוע במטרה לספק הספק מקסימלי יחד עם צריכת דלק טובה ופליטת מזהמים בהתאם לחוק.
קרב' מתאים את כמות הדלק אל כמות האוויר ולא ההפך, למעשה השליטה על כמות האוויר הנצרך ע"י המנוע היא בסה"כ פונקציה של כמות הכוח שהרוכב רוצה.
אין במצערת שום שליטה על כמות האוויר הנכנסת למנוע (יש, אבל זאת לא המטרה "בגדול"), היא נמצאת שם כדי להגביל אותה ואילולא היא הייתה שם המנוע היה עובד בפול פאוור כל הזמן, כלומר הקרב' היה מתאים את כמות הדלק לכמות צריכת האוויר, וללא שליטה על כמות האוויר הוא היה פשוט מספק מקסימום דלק.
במנוע אשר יכול לפעול בטווח רחב של יחסי תערובת, לדוגמא: מנוע דיזל, אין מצערת.
המנוע צורך את מקסימום האוויר שהוא יכול והשליטה על הספק המנוע מבוצעת בלעדית ע"י הקצבת כמות הדלק המסופקת למנוע.

איך הקרב' "יודע" להתאים את כמות הדלק לאוויר מלכתחילה?
הוא לא יודע , הקרב' לא יכול לפעול לשינוי אספקת הדלק כדי להגיע ליחס התערובת הרצוי, הקרב' הוא מערכת מכאנית ללא פידבק.
הקרב' המקורי מכוון ע"י היצרן בהתאם לדרישה.
האויר הנכנס בוואקום למנוע ישאף לשאוב כמה שיותר דלק יחד איתו, הלכה למעשה הוא מסוגל לשאוב הרבה יותר מידי דלק יחד איתו, מספיק כדי לגרום לכיבוי המנוע בגלל תערובת עשירה מידי.
לכן אנו מגבילים את יכולת שאיבת הדלק ע"י התקן "מגביל" מסויים בצורת חריר המאפשר רק לכמות מסויים של דלק לעבור תחת הוואקום.

למה אנו צריכים להחליף את הדיזות? המנוע לא יכול פשוט לשאוב יותר דלק מאותה הדיזה? הרי הוא מייצר יותר וואקום...
הגבלה זו מתוכננת לערך וואקום מסויים המיוצר ע"י המנוע בסל"ד הרלוונטי , במידה והמנוע צורך מעט יותר אויר הוא מייצר יותר וואקום ויכול לשאוב יותר דלק מאותה הדיזה.
כאשר ערך הוואקום עולה מעל גבול מסויים והאוויר החוצה את הוונטורי שואף לשאוב יותר דלק, הוא כבר לא יוכל לעשות זאת דרך אותה הדיזה.
הסיבה לכך נעוצה בסיבה לשמה התקנו דיזות מלכתחילה - יכולת שאיבת הדלק דרך הדיזה בהתאם לוואקום המנוע.
במידה ועליית הוואקום הייתה מאפשרת לשאוב את אותה כמות דלק מוגברת בהתאם לא היה לנו צורך בהחלפת דיזות.
החל מנקודה מסויימת הנקבעת בהתאם למימדי הדיזה, כדי לשאוב את כמות הדלק המתבקשת נדרש יותר וואקום באופן לא ליניארי.
לדוגמא במידה ורציתי להוציא 50 מ"ל ערך הוואקום הנדרש היה 50 KPA ואילו אם הייתי רוצה להוציא 100 מ"ל מאותה דיזה ערך הוואקום הנדרש היה 130 KPA.
מסיבה זו יש להגדיל את הדיזה כך שערך הוואקום החדש ישאב את כמות הדלק הרצויה.
ברגי הכיוון מאפשרים לנו לכוון את התערובת בטווח צר למטרת FINE TUNING (לא בכל מצבי המצערת), ברגע שטווח זה נגמר - מחליפים דיזה.
מומלץ לשמור על ברגי הכיוון ממורכזים.
סיבה נוספת לשינוי בג'טינג מקורה בשינוי בכמות החמצן לנפח האוויר הנשאב אל המנוע.
בשינוי הגובה וטמפ' הסביבה משתנה כמות החמצן לנפח נתון של אויר, משום שפעולת השריפה במנוע היא לא יותר מ"חימצון" הדלק - כמות הדלק צריכה להתאים לכמות החמצן ולא לכמות האוויר הנכנסת למנוע.
בקרב' מסוג CV או מגופה ניתן להגדיל את כמות הדלק גם בהחלפת המחט, שינוי גובה המחט, שינוי דיזת/קפיץ משאבת התאוצה ושינוי גובה המצוף. ( ניתן גם לשנות את "דיזות האויר" אך הדבר פחות נפוץ).

נייטרוס OXIDE
אין צורך לעשות היכרות , כולנו היינו "בסרט" הזה...
מהי תחמוצת החנקן?
תחמוצת החנקן הוא גז חסר צבע, לא נפיץ, לא רעיל ובעל טעם וריח מתקתק.
מולקולת הn2o מורכבת מאטום אחד של חמצן ו2 אטומים של חנקן N2+0 = N2o
כלומר 2 שליש חנקן ושליש חמצן , כ33-36 אחוז בקירוב.
השימוש בתחמוצת החנקן נעשה בלחץ עצום (כמה עשרות אטמוספרות) בכדי לשמור על הנייטרוס נוזלי.
זאת משום שתחמוצת החנקן מתאדה באופן מלא כבר ב מינוס 80 מעלות צלזיוס ומתפרקת ליסודותיה הבסיסיים קצת לפני 300 מעלות צלזיוס(526F )
הנייטרוס, הידוע גם בשם "גז צחוק" משמש רופאי שיניים כחומר אילחוש למטופלים במטרה להפחית את הכאב הכרוך בטיפולי שיניים ללא הרדמה מלאה.
השימוש בנייטרוס אוקסייד התחיל בעולם התעופה כאשר בגבהים הקיצוניים בהם האוויר דליל מאוד, המנועים התקשו לתפקד ואיבדו אחוז ניכר מיכולותיהם המבצעיות.
גז "הנייטרוס" מציע את הפשרה הכי טובה בין אחוז חמצן בגז - לבטיחות, לצורת האחסון, ללחצי המערכת וליכולת פירוק הגז למרכיביו הבסיסיים בטמפ' נמוכה מספיק (שאיפת נייטרוס מתחת לטמפ' הפירוק תגרום לחנק משום שהחמצן לא משתחרר מהתרכובת).
כיצד הנייטרוס משפר את ביצועי המנוע?
ב2 מילים - יותר חמצן!
כפי שניתן להסיק מהכתוב, אחוז החמצן לנפח של תחמוצת החנקן גדול יותר מאחוז החמצן באויר האטמוספרי.
השימוש בנייטרוס מאפשר הכנסת יותר חמצן לתא השריפה באופן משמעותי וכפי שכולנו יודעים יותר חמצן + יותר דלק = יותר כוח!
הבדל אחוזי החמצן בין הנייטרוס לאויר מאפשר שיפור ניכר בביצועי המנוע (מכ"ס בודדים למאות כוחות סוס).
מלבד אחוז החמצן הגבוה יותר מהאויר, הנייטרוס גם משפיע לטובה על המילוי הנפחי בזכות כך שהוא מתאדה לסעפת היניקה בטמפ' של מינוס 80 מעלות, דבר המקרר באופן משמעותי את חלל הסעפת ומגדיל את אחוז החמצן לנפח נתון של תערובת (הנייטרוס מוחזק במצב נוזל עד רגע ההזרקה לסעפת).
ובנוסף הגז דחוס פי 2.3 יותר מהאויר תחת אותו הלחץ!
השימוש בנייטרוס -
השימוש בנייטרוס, (בדומה להגדלה ביחס הדחיסה וגדישה) מעצים באחוז ניכר את עוצמת שריפת התערובת בצילינדר מה שהופך אותה לרגישה פי כמה לדטונציה (עוצמת שריפה מקסימלית = PCP = הלחץ המקסימלי המופעל על הבוכנה בפיצוץ התערובת).
עקב תוספת החמצן המסיבית יש לתגבר את מערכת הדלק המקורית של הכלי (עד גבול מסויים היא יכולה לפצות) בכדי לא להגיע למצב של תערובת ענייה, תערובת ענייה + נייטרוס = בוכנות welldone.
התרחיש הכי גרוע בשימוש בנייטרוס הוא תערובת ענייה ודטונציה ויש להימנע מאלו בכל מחיר.
השימוש בנייטרוס חייב לבוא בגיבוי של הזרקת דלק בהתאם לכמות הנייטרוס בכדי לאזן את התערובת כך שתמיד תהיה עשירה, לא סטויכומטרית... עשירה , ולמה?
תערובת עשירה מקררת את המנוע, הדלק סופח אליו חום ומקרר את המנוע כל הדרך לתא השריפה ובנוסף תערובת עשירה נשרפת "קר" יותר.
תערובת ענייה תגרום לחימום יתר אשר יביא לדטונציה וצלצולים, שבשימוש בנייטרוס, מפאת העומס הניכר (לחץ שריפה עצום הגדל עוד יותר במקרה של דטונציה) יגרמו להרס של המנוע בזמן קצר מאוד!
מצב בעייתי נוסף הוא ניתוק ההזרקה בכלים המצוידים במערכת הזרקה , ניתוק הזרקה , כפי שצוין לפני כן הוא מצב בו ההזרקה מנותקת למניעת סיבובי יתר.
במצב זה אספקת הדלק לא סדירה וגורמת לתערובת ענייה הנוצרת ע"י מערכת הנייטרוס בלבד ( מזרק חיצוני פועל ללא עזרת מערכת ההזרקה המקורית ).
אמצעי זהירות הכרחיים הם שימוש במצתים קרים יותר ואיחור ההצתה.
מצתים קרים ממירים את החום ביעילות גבוהה יותר ושומרים על טמפ' נמוכה יותר של המצת , למניעת הדלקה מוקדמת של התערובת.
ואילו איחור ההצתה נובע מהסיבה שלחץ השריפה גדל באופן ניכר ובמידה וההצתה תישאר מוקדמת כאילו היה זה מנוע אטמוספרי רגיל, ה"פיק" של לחץ השריפה המקסימלי יהיה קרוב מידי לTDC ומעל גבול הדטונציה של הדלק מה שכמובן יגרום לדטונציה.
איחור ההצתה נועד בכדי להצית את התערובת כך שתגיע לשיא הלחץ כאשר הבוכנה רחוקה יותר מהראש ( בדרך למטה ) כדי למנוע מצב של לחץ יתר ומה שנקרא בשפה המקצועית -
Run away detonation
איחור ההצתה בשימוש בנייטרוס נועד כדי למנוע דטונציה אך גם חשוב מאוד לניצול מלא של תוספת הנייטרוס, נדבר על זה לעומק בפרק הבא של הכתבה העוסק במערכת ההצתה.
בהתקנת מערכת נייטרוס מומלץ להתקין חיישן "ווידבנד" וחובה להתקין חיישן EGT להתראה על תערובת ענייה וחימום יתר לפני שהנזק מתממש.
"השימוש הבטוח"
משמעות השימוש הבטוח היא כמות תוספת ההספק שמנוע "סטוק" יכול להתמודד איתה עם שמירה על אמינות סבירה. הדבר משתנה בין מנוע למנוע אך היצרנים קבעו אותו בסביבות ה25 אחוז תוספת.
נייטרוס נותן הכי הרבה כ"ס לשקל ובהתקנה מקצועית בטוח לשימוש ואמין מאוד.
בקרוב תמונות של התקנת נייטרוס "כחול - לבן " באדיבות אחד מגולשי האתר.
מקווה שהשכלתם ונהנתם לקרוא את המאמר.
במידה ויש שאלות , הערות, משהו לא היה ברור? משהו היה מיותר? או סתם משהו לשתף , אני תמיד פה...
ים סוסנה
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:00-24   #3
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

שמור לחלק ב' 2
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:01-24   #4
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

חלק ג'

http://www.nazzima.com/view_article.php?a=450
עבודה = מרחק X כוח.
תזמון ההצתה המושלם הוא בנקודה בה הבוכנה במרחק מסויים מהראש בו הלחץ הדינאמי המקסימלי יפעיל דחף מקסימלי על זרוע הארכובה לאורך כמה שיותר מרחק, ללא יצירת דטונציה.
הגדרת הכיוון המושלם הנ"ל מבוססת על הנוסחה הבאה - עבודה = מרחק X כוח.
למה פשוט לא ניתן להשתמש בתזמון ההצתה המקורי בהרכבת שיפורים מסויימים? למה הכיוון של היצרן לא מתאים?
וגם אם לא, למה לפחות אי אפשר לפחות להמשיך באותו תזמון?...במקרה הגרוע נקבל קצת פחות כוח.
מהו אותו משתנה שמחייב שינוי בכיוון ההצתה?
ובכן, 2 משתנים השזורים אחד בשני CP וPCP .
Compression Pressure ו Peak Cylinder Pressure לחץ דחיסה ולחץ צילינדר מקסימלי בהתאמה.
לחץ הדחיסה המקסימלי הוא ערך הקומפרסיה של המנוע.
לחץ צילינדר מקסימלי הוא ערך הלחץ הכי גבוה המתקבל בתא השריפה בעת שריפת התערובת.
כדי לשפר את עוצמת המנוע יש לשפר שני דברים בגדול - לחץ צילינדר מקסימלי ושיפור מקדם ההתנגדות , או במילים פשוטות להפיק הכי הרבה כוח ולהקטין את ההתנגדות הגוזלת חלק גדול מאותו כוח.
כדי להשיג לחץ צילינדר מקסימלי מגדילים את לחץ הדחיסה המקסימלי ו/או מעלים את יעילות השריפה ומילוי הצילינדרים.
ישנם כמה דרכים לעשות זאת , למשל - העלאת יחס הדחיסה, שינוי תזמון השסתומים, דחיסת אויר לתא השריפה ( טורבו ), שימוש בנייטרוס וכו...
התוצאה הסופית היא PCP גדול יותר בפיצוץ התערובת.
כפי שניתן להסיק מהכתוב דבר זה קורה תודות להקטנת חלל השריפה , הגדלת כמות/לחץ האויר ההתחלתי או שיפור במילוי הנפחי ויעילות השריפה.
כדי להבין מהי המגבלה שלא מאפשרת לנו לגרום לPCP לקרות בדיוק בTDC אנו צריכים להבין מהי בדיוק דטונציה משום שדטונציה היא הסיבה הראשונה לשינוי תזמון ההצתה, כאשר תפוקת כוח מקסימלית מגיעה במקום השני.
(TDC = TOP DEAD CENTER= הנקודה בה הבוכנה נמצאת בגבול העליון של המהלך )
דטונציה היא החולי הרע במנועים משופרים ובכלל ,משום שהיא מרסקת מנועים או ממיסה אותם - תלוי אם הזרקתם או הסנפתם...
ההבדל בין דטונציה לשריפה מוקדמת -
יש להבדיל בין 2 התופעות משום שיש להן סיבות שונות .
שריפה מוקדמת - שריפת התערובת לפני הצתה ע"י המצת, מתרחשת כתוצאה מלחץ דחיסה גבוה מידי , חום מצת/בוכנה/שסתום/מנוע גבוה מידי ודלק מהול/אוקטן נמוך מידי.
דטונציה - הצתת חזית להבה שניה לאחר הצתת התערובת ע"י הפלאג - מתרחשת כתוצאה מPCP גבוה מידי לאוקטן הדלק, הסיבות לתופעה קשורות בלחץ צילינדר מקסימלי ומפורטות מעלה בפיסקה.
צורת תא השריפה * ומיקום המצת הם המשתנים המובילים בקביעת יכולת המנוע להתנגד לדטונציה.
דטונציה מלווה בצליל מתכתי חד בעקבות התנגשות חזיתות הלהבה ועליית הלחץ המהירה בתא השריפה.
דטונציה חלשה מידי פעם , לרוב בהאצה מסל"ד נמוך במצערת מלאה - נחשבת "נסבלת" ולא גורמת לקיצור אורך חיי המנוע , מחקרים שנערכו בנושא מצביעים על כך שעל אף הפיצוץ האלים ביצועי המנוע משתפרים, אך באופן מועט מאוד ויחסית שולי לחלוטין( גם בדטונציה חזקה ביותר ).
לעומת זאת הלחץ המוגבר המופעל על חלקי המנוע השונים יחד עם הזעזוע הנוצר כתוצאה מדטונציה גורמים לבלאי מנוע מוגבר בהרבה וחימום יתר עד כדי תפיסת המנוע והמסת הבוכנות והרינגים.
חזרה לכיוון הצתה , עכשיו ברור לנו שמאוד מאוד מומלץ להמנע מדטונציה ושהסיבה לדטונציה היא PCP גבוה מידי.
ניתן להסיק מהכתוב כי מאז ומתמיד מבוצע "איחור הצתה" או "הגבלת קידום ההצתה" בהגדלת הPCP - גם במערכות ההצתה המיושנות.
כלומר ההצתה מאוחרת בסל"ד נמוך , מוקדמת בעליית הסל"ד ומאוחרת שוב בעומס גבוה במידת הצורך.
זהו בדיוק השינוי שנצטרך לבצע בשיפור המנוע בהתאם לקיצוניות ה"שיפור"(יותר מילוי נפחי+תערובת עשירה = יותר PCP).
המגבלה הראשונה שאנו עומדים בפניה היא הדטונציה , כלומר אנו צריכים לשמור על PCP נמוך מזה אשר יגרום לדטונציה.
משמעות איחור ההצתה היא הגעה ללחץ שריפה מקסימלי = PCP רחוק יותר מTDC , התוצאה היא PCP נמוך מגבול הלחץ הגורם לדטונציה כאשר בצילינדר יותר תערובת ופוטנציאל הכוח נשאר גבוה ביותר.
אילולא תערובת הדלק הייתה מוצתת בקידום הצתה המתאים למנוע לא משופר אותו פוטנציאל היה ממומש והתוצאה הייתה לחץ גבוה ביותר העולה על רף הדטונציה.
אותו "רף דטונציה" נקבע בהתאם לדלק המשמש את המנוע , למעשה למגבלה זו ניתן לייחס חלק גדול מחוסר היעילות של המנוע.
מגבלת אוקטן הדלק נשארה בעינה , היא לא משתנה כלל ולכן אין לנו אפשרות "לשבור" את רף הדטונציה ובכך להפעיל הרבה יותר לחץ על הבוכנות.
אם נחשוב על נצילות המנוע כעוגה , מגבלת האוקטן דופקת וואחד ביס תיאורתי בעוגה ( ע"ע PCP של מנוע דיזל!!! )
אתם וודאי מגלגלים את הסוגיה בראשכם וחושבים...מה בדיוק הרווחנו פה?
הרי אנחנו מסיימים פחות או יותר עם אותו PCP , כלומר אותו הלחץ מופעל על ראש הבוכנה, אז אמנם אין דטונציה... אבל איפה הרווח האמיתי פה?
הרי הגדרנו בהתחלה שהמרכיב העיקרי בשיפור מנוע הוא העלאת הPCP בגלל שהוא בעצם זה שדוחף את הבוכנה ומייצר "כוח" ואילו פה אנו בעצם משווים אותו לערך המקסימלי לפני התקנת השיפורים.
זוכרים את הנוסחה הראשונית? מרחק X כוח שווה "עבודה".
בארבעת התמונות המצורפות ניתן לראות בבירור איך משוואה זו מצדיקה את איחור ההצתה.
הרי כדי להשיג PCP גבוה יותר היינו חייבים לשפר את עוצמת השריפה, כלומר יש לנו פוטנציאל כוח גדול יותר אך אנחנו לא יכולים להביא אותו לידי ביטוי בצורת לחץ גדול יותר בצילינדר בגלל מגבלת הדטונציה.
המשמעות היא שיש גבול לPCP שאנו יכולים להפעיל על הבוכנה , אחרת נקבל דטונציה.
בואו נחזור למשוואה - כוחXמרחק = עבודה.
אם אמרנו שאין באפשרותינו להפעיל יותר כוח פשוט נגדיל את המרחק , דהיינו נפעיל את אותו כוח מוגבר ליותר מרחק.
כפי שנראה באיורים , אם יש ביכולתינו להגיע לאותו PCP רחוק יותר מTDC ע"י איחור ההצתה - נוכל להפעיל את אותו הכוח , למרחק רב יותר.
נוכל לעשות זאת מ2 סיבות -
1. משום שיש ברשותינו עוצמה גדולה יותר ( שורפים יותר תערובת ).
2. יחס ירידת הלחץ/למרחק תזוזת הבוכנה,קטן.
סיבה מספר אחת ברורה לחלוטין, היא הסיבה שבגללה אנו בכלל מאחרים את ההצתה, אנו שורפים יותר תערובת ו/או דוחסים אותה חזק יותר ומן הסתם מפיקים יותר אנרגיה!
על אותה כמות אנרגיה יש מחסום והוא מחסום הדטונציה ולכן אנו לא יכולים לנצל אותה מעבר לרף הלחץ ומאולצים לאחר את ההצתה( להרחיק את הבוכנה מTDC ).
כדי להסביר את סיבה מספר 2 אשתמש בדוגמא -
קחו 2 משאבות אויר באותו הקוטר אך עם מהלך שונה ואטמו את קו היציאה של המשאבה.
דחסו את המשאבה הארוכה יותר 5 ס"מ מהמהלך וכך גם את המשאבה הקצרה , היכן הלחץ יהיה גדול יותר?
כמובן שבמשאבה הקטנה יותר , משום שהיא דחסה יותר באופן יחסי.
אם מהלך המשאבה הגדולה היה 50 ס"מ ומהלך הקטנה 10 ס"מ המשאבה הגדולה דחסה סה"כ 10 % מנפח האויר ואילו המשאבה הקטנה דחסה 50%.
עכשיו בואו נשווה את תוצאות הניסוי עם המשתנים שלנו -
ברגע שהלחץ המקסימלי מגיע קרוב לTDC , חלל תא השריפה בו מתקיים הלחץ > קטן בהשוואה למקבילו , בו הלחץ המקסימלי רחוק יותר מTDC ושטח תא השריפה גדול יותר.
אם נוריד את הבוכנה הקרובה יותר לtdc -
5מ"מ אנו נגדיל ב20 אחוז את חלל תא השריפה והלחץ ירד בהתאם, בעוד אם נוריד את אותם 5 מ"מ ממצב הבוכנה המקביל לאחר איחור ההצתה נראה שחלל תא השריפה גדל רק ב5 אחוז , הלחץ, ישמר גבוה יותר בהתאם.
אם הלחץ ישמר למרחק תנועה ארוך יותר יהיה ניתן לדחוף את הבוכנה בחוזקה זמן רב יותר.



בפשטות מה שתאוריית כיוון ההצתה אומרת היא ככל שיש לך יותר כוח לנצל ואינך יכול להעלות את גבול הדטונציה , איחור הצתה יאפשר לך להגיע לPCP הגבוה ביותר שהדלק מאפשר לך כאשר תא השריפה בנפח גדול יותר ובצורה זו תוכל להפעיל את הכוח ליותר מרחק (עקומת ירידת הלחץ רדודה יותר ) ולייצר יותר עבודה.
יותר עבודה = יותר מומנט והספק.
איחור גדול מידי במטרה להמנע מPCP גבוה מידי יגרום לאיבוד כוח כתוצאה מ"חוסר" במהלך בוכנה לניצול לחץ הגזים.
אותו איחור גם יקרר את הבוכנות אך יגרום לטמפ' גזי פליטה גבוהה מאוד אשר תחמם את השסתומים וראש המנוע ,כמו כן פליטת המזהמים של המנוע תשתנה - ולכן יש להמנע מאיחור יתר של ההצתה.
במצב זה כדי להמנע מאיחור מוגזם יש להוריד את יחס הדחיסה ( ע"ע יחס דחיסה במנוע מוגדש ).
מקווה שנהנתם לקרוא
ים סוסנה
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:02-24   #5
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

שמור לחלק ג' 2
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:03-24   #6
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

אהלן פורום נזימה, זהו החלק הראשון מתוך שלושה אשר ביחד מכילים את המבוא למערכת הזרקת בנזין כפי שאני רואה אותו , אינני מכונאי/חשמלאי/מהנדס/בעל מקצוע ו/או השכלה פורמלית - בשום תחום עליו נכתב המאמר , כל הכתוב מטה מבוסס על הידע שלי בנושאים המוזכרים.
אם אחד מכם מוצא משהו לא נכון/מדוייק/ראוי במאמר הוא מוזמן לפנות אלי ואתקן.המאמר נכתב בכדי להעשיר את כולנו.
המאמר מחולק פוסטים-
הנוכחי: נפילתו של הקרב' ומחשב המנוע.
הבא אחרי - חיישני מערכת ההזרקה.
הבא אחריו - מפעילי מערכת ההזרקה וניהול מנוע.
החלק הנ"ל הוא כמובן המשעמם מתוך השלושה, מי שלא מתעניין במחשב ניהול המנוע לא ימצא בו עניין , קראו את ההקדמה ועברו הלאה.
מבוא למערכת הזרקה.


נפילתו של הקרבורטור.
לשמחתנו?... לצערנו? ...הזרקה בטרקטורון זה טוב ליהודים?... אני עוד לא החלטתי.
אבל. היא כאן!
מהשנה החולפת אנו עדים לשינוי משמעותי בתעשית הטרקטורונים - עוברים להזרקה.
האם זהו שינוי לטובה? לרעה? תלוי מאוד את מי שואלים.
מה שבטוח הוא שבכל מקרה זהו שינוי מאולץ , ועידן הקרב' הולך ונעלם בין אם נרצה בכך או לא.
השינוי הנ"ל נכפה עלינו כתוצאה מכניסתם של תקני זיהום הסביבה החדשים.
האם אנחנו רוצים הזרקה בטרקטורון? ובכן...אהההה...לא בטוח.
מצד אחד להזרקה עליונות על קרב' בכל הפרמטרים המקובלים למדידת ביצועים , מצד שני המערכות מסובכות ויקרות יותר.
ההיגיון אומר שאנחנו צריכים לחבק את מערכת ההזרקה ולקבל אותה בשמחה , יש לנו את כל הסיבות לעשות זאת!
הדיוק של מערכת הזרקה , הנוחות , הורסטיליות ,האוטומציה, צריכת הדלק , הביצועים... הכל לטובת מערכת ההזרקה.
אמנם אני , ואולי גם אתם - ברגשות מעורבים.
אני חושב שעוד נתגעגע לימי הקרבורטורים , לימים שבהם במקסימום שבמקסימום היינו צריכים לנקות , לכוון ולתאם.
לימים שהיה עם מי לדבר... את מי ללטף...לשחק...להרגיש את המכונה!!!
לימים בהם תקלות במערכת הדלק היו רק עניין של כמה מאות שקלים בודדים או יותר קרוב לעשרות שקלים בודדים במידה והיה לכם את האפשרות לתקן לבד.
לימים שתקלה קטסטרופלית הייתה חור במצוף ,מחט עקומה, קרע בדיפאגרמה , חופש במגופה...ביג פאקינג דיל.
אם היום נציע ליצרן רכב/אופנועים מסויים לחזור לימי הקרב' - נראה לכם שהוא יסכים לעשות זאת? עזוב תקני זיהום, עלינו...
אני מהמר שכלל וכלל לא.
אז למה בעצם כל מרובי הצילינדרים "עזבו אותנו לקרבורטורינו" ? ועברו להזרקה...?
( אני מזכיר - זיהום אויר בצד , למרות שהוא בעצם הסיבה המרכזית ).
אני סבור שזה קשור בעובדה שהטרקטורונים הם לרוב חד צילינדריים , דו צילינדריים במקרה הקיצוני וסביר להניח שמעולם לא נזדקק ליותר משני צילינדרים ( יבוא השמוק שיעלה על 1000 סמ"ק , אל תתרגשו אם יהיו לו יותר מ2 צילינדרים ).
הבעיות המרכזיות בשימוש בקרב' כאשר יש לך יותר מ2 צילינדרים ( רכבים ואופנועים ) הם תיאום המערכת במקרה של קרב' לכל צילינדר ובכלל, ויחד עם מספר הקרב' גם עלויות האחזקה.
או אי דיוק של המערכת במקרה של קרב' אחד למספר צילינדרים.
כלומר או שהמערכת מלאה חלקים( ולא כל כך זולה לאחזקה כשמדובר בקרב' איכותיים ) ומסובכת לכיוונון אך מדוייקת "יחסית", או שהיא פשוט לא מדוייקת קלה לאחזקה ולכיוונון "גס".
ואילו בטרקטורונים ישנו תמיד קרב' פר צילינדר , ומקסימום שניים כאלו לשני צילינדרים - לא ביג דיל לאחזקה, כיוונון ותיאום.
אם תראו גרף של הספק בין טרקטורון חד צילינדרי מוזרק אל מול אותו המנוע המשודך לקרב' איכותי - FCR או HSR למשל , תראו הפרש די קטן בכ"ס ובמומנט המנוע לטובת ההזרקה.
כלומר כשקרב' טוב משודך אך ורק לצילינדר אחד הוא יחסית מדוייק. או לפחות... אם לא בכל מצבי העבודה, - היו בטוחים שבמצערת מלאה הוא יספק את הסחורה.
בתור יצרנים - נניח ומותר לנו לזהם קצת ותקנות הזיהום עוד לא חונקות אותנו (למעשה אף אחד לא בודק בכלל אם אנחנו מזהמים מלבד בשלב הייצור), הפרש צריכת הדלק לא משמעותי במיוחד בשבילנו , המערכת הוכיחה עצמה לאורך השנים כאמינה מספיק ,מדוייקת מספיק , קלה וזולה לאחזקה ונותני השירות מכירים ושולטים בה,
ואילו רק הפרש הכוח הקטן הוא זה שבאמת מפריע לנו בעין.
האם שווה לעבור להזרקה בשביל זה?
האם יתרונות ההזרקה עולים על חסרונותיה? על מורכבות המערכת? על עלות החלקים? עלות הפיתוח? על הצורך בכלי איבחון ייעודים? הכשרת אנשי מקצוע? על התלות בכל כך הרבה אלקטרוניקה?
התשובה לשאלה זו היא שהחזיקה את הקרב' חי וקיים בטרקטורונים עד שנת 2009 .
שלא תבינו אותי לא נכון - להזרקה יתרונות וחסרונות - ע"פ רוב יתרונותיה עולים על חסרונותיה בהרבה.
אף ע"פ כן אני חושב שהגאנקיז' האמיתיים, אלו שאוהבים לשחות בגריז...נפרדים בלב כבד.
טוב להביא לך את משמר הכבוד שירה 21 יריות באויר? דגלנים? כל העסק?
נו מה עם הזרקה כבר?
בסדר בסדר...אני מגיע לזה...
מערכת ההזרקה -
מערכת ההזרקה היא מערכת בקרה שמטרתה להחליף את הקרב' המכני בהקצבת הדלק למנוע.
מערכת ההזרקה היא חלק ממערך ניהול המופקד גם על יתר האביזרים ההכרחיים לפעולה תקינה של המנוע.
כדי לספק את כמות הדלק הדרושה המערכת קולטת נתונים מחיישנים המנטרים תחומים מסויימים במנוע > מעבדת אותם > ומוציאה פלט לאביזרים השונים המופעלים על ידיה.
שליטה על אביזרים אלו מאפשרת למערך הניהול לשלוט במדוייק על תפקוד המנוע.
מהם אותם חיישנים? מהו אותו מערך ניהול? ומהם אותם אביזרים?
בואו נתחיל להכיר אותם...

חלקי מערכת ההזרקה - המחשב, החיישנים והמפעילים.
מנצח על כל הקונצרטו ...המחשב.
גם משום שאני לא למדתי את מדעי המחשב על בוריים ומשום שהנושא די מסובך ופשוט ענק "מחשב מנוע על רגל אחת" -
המחשב - בבסיסו מחשב ניהול המנוע (ECU) הוא מחשב בדיוק כמו זה שדרכו אתם גולשים כרגע , קצת (הרבה )חלש יותר , נכון...
אבל פועל על אותו העיקרון בדיוק - מחשב.
יחידת העיבוד של המחשב מקבלת נתונים> מעבדת > ונותנת "פקודות" בהתאם לתוכנה המוכתבת לה.
הנתונים יכולים להיות מתח מחיישן מאסת אויר או לחיצה על העכבר, התוכנה יכולה להיות חישוב זמן ההזרקה או Call Of Duty 4 והפקודות יכולות להיות זמן ההזרקה של המזרק או שיחרור צרור לכיוון עוד חייל SS ( ימח שמם וזכרם ).
נתון נכנס > מעובד > והמחשב מוציא פלט, ההבדלים הם במקור הקלט וכתובת הפלט והשימושים שלהם במפעילים השונים , על אותו עיקרון בשימוש בתוכנה אחרת המעבד יכול לעבד נתונים שונים לגמרי.
יתרון המחשב הוא ביכולת לעבד מסה גדולה ביותר של מידע בזמן קצר מאוד.
עיבוד המידע אינו מסובך בבסיסו , למעשה מחשב ניהול המנוע וגם המחשב שלכם ובעצם כל מחשב - מכיר רק ב2 עובדות קיומיות. on ו off או 1 ו 0 אם תרצו.
המחשב "יודע" לקרוא אך ורק את 2 האפשרויות האלו, ותו לא.
כל צורה אחרת של מידע שהמחשב יכול להבין היא קומבינציה של ה-2 הללו.
אך כמות הנתונים שיש לעבד פשוט עצומה ולכן דרוש מכשיר שיעשה אותה במהירות ודייקנות מקסימלית.

מבנה המחשב - ממירים , מעבד וזיכרונות.
באיור לפניכם ניתן לראות את מבנה מחשב המנוע,נתרכז בחלקים המרכזיים -
"המעבד" - נקרא גם "יחידת עיבוד מרכזית" = CPU = Central Processing Unit.
"הזכרונות" - מיקום הוראות הפעולה הבסיסיות, מיקום תוכנית הפעולה ( "מפות" ) ומיקום אגירת המידע האקראי בזמן פעולת המחשב.
"הממירים" - אחראים על המרת אותות דיגטאליים לאנלוגיים וההפך.

נתחיל בלב מחשב הניהול - "המעבד".
המעבד -
כפי שכבר הזכרנו תפקידו של המעבד הוא "לעבד" את הנתונים במהירות ובדייקנות.
המעבד מטפל בכמות אדירה של נתונים , מעבד אותם ומוציא את הפלט בהתאם לתוכנה המוכתבת לו, כדי לאפשר פעולה מסודרת ,תקינה ומהירה של המחשב יש לשלוט ביעילות במידע אותו הוא מקבל ולתזמן את כל המערך בצורה נכונה.
כדי להשיג זאת ה"מעבד" בעצם מחולק לשלושה חלקים -
1. יחידת השליטה - שולטת על כל פעולות המעבד בהתאם לתוכנה המוכתבת לה, השמורה בזיכרון הROM של המחשב.
כל החלפת המידע בין חלקי המחשב לבין עצמם ובין המפעילים והחיישנים נשלטת ע"י יחידה זו.
כל סדר הפעולות של המעבד מנוהל ע"י יחידת השליטה המתוזמנת בעזרת שעון פנימי מדוייק ביותר.
יחידה זו שולטת על כל פעולות המעבד אך לא מתעסקת בעיבוד הנתונים עצמו כי אם בניהול תוצאות העיבוד , שליטה על סדר הפעולות/עדיפויות הוראות ההפעלה של יחידות העיבוד והרישום וניתוב המידע בין חלקי המעבד לבין עצמם ולשאר המערכות.

2. יחידת "העיבוד" ( ALU ) - היחידה האריתמטית-לוגית במעבד , בה מתבצע עיבוד הנתונים.
הקלט מגיע אל המחשב > במידת הצורך מתורגם > מנווט ע"י יחידת השליטה אל היחידה האריתמטית-לוגית שם הוא מוכנס כפקטור באלגוריתם מסויים יחד עם מליוני נתונים אחרים במספר רב של תהליכים בהתאם לתוכנת ניהול המנוע ( המאוחסנת בזכרונות הEEPROM ).
הפעולה עצמה היא בעצם מימוש של אלגוריתם הנועד לביצוע פעולה חישובית-לוגית באמצעות "שפת מחשב"
( חיבור / חיסור / הכפלה / חילוק - השוואה , גדול מ...,קטן מ... וכדומה ).
בסוף תהליך עיבוד הנתונים הזה התוצאה יוצאת מהיחידה ומנווטת ע"י יחידת השליטה ליחידות הרישום/זכרונות > שוב להמרה במידת הצורך והישר למפעיל אליו היא אמורה להגיע.
כל הנתונים במחשב המנוע הם בינאריים כלומר כפי שמוזכר למעלה או 0 או 1 , לצורך העניין כל מילה/פקודה וכל תקשורת שתרצו לבצע עם המחשב תהיה בנויה מ - 0 ו-1.
זה יכול להיות - 00000111 , 1000010101110101 או כל וריאציה שתרצו, זה השפה היחידה שהמחשב יכול "להבין", ולכן יש צורך להמיר את הנתונים ל"שפה" זו - ארחיב על כך בהמשך.
מי שרוצה להרחיב ידיעותיו בנושא תהליך ה"חישוב" המבוצע בALU ויכולת המחשב "לחשוב" מוזמן להריץ חיפוש ברשת על "Boolean Logic".
3. יחידות ה"רישום" (REGISTER ) - יחידות אלו בעצם משמשות מטרה דומה לRAM אך באופן יותר מהיר וזמני , מעיין "תחנות ביניים".
לאחר כל פעולה של יחידת העיבוד מתקבלת תוצאה כלשהיא , לאחר שזו מתקבלת היא מנווטת ע" יחידת השליטה לאחת מיחידות הרישום שם היא ממתינה עד מתן פקודה נוספת.
המידע נשמר בכתובת ביחידות הרישום במטרה לאפשר למחשב לקפוץ לפקודה אחרת ובעתיד לחזור חזרה אל הנתון הנשמר, אחרת הוא יאבד( גם לפעמים נתון זה משרת מספר תהליכים וחישובים ולכן הוא צריך "להשמר זמנית" עד לסיום הפעולה ).
נתון זה חייב להשמר כדי לאפשר למחשב לקרוא אותו בעתיד ( הוא לא יכול להשמר ביחידת העיבוד משום שהיא לא יחידת זכרון ).
כאשר ישנו נתון ביד המחשב קורא אותו ומחליט לפי דפוס הפעולה המוכתב לו מה לעשות הלאה.
שמירת הנתונים ביחידות הרישום חוסכת מהמחשב גישה מתמדת לזיכרונות ומשום שאלו איטיים יחסית מהALU , מעלה את מהירות המעבד.
הזכרונות -
כשמם כן הם מאחסנים נתונים החיוניים לפעולת המחשב , חלקם ניתנים לשינוי וחלקם רק "לקריאה" ע"י המחשב.
במחשב ניהול מודרני ישנם כשלושה סוגים של זכרונות.
ROM
RAM
וEEPROM/FLASH


ROM - קיצור של Read Only Memory = זיכרון לקריאה בלבד.
כפי שהוזכר כבר - מאחסן את פעולות ההפעלה הבסיסיות של המערכת , זיכרון זה נצרב בהליך הייצור ולא ניתן לשינוי ע"י מחשב הניהול.
RAM - קיצור של Random Access Memory - זיכרון "גישה אקראית" (ניתן לקריאה ולכתיבה).
זיכרון הRAM מחולק ל-2 חלקים.
1. זיכרון RAM נדיף.
2. זיכרון KAM = Keep Alive Memory
בזיכרון הRAM נשמר מידע כללי ונתוני ייחוס מסויימים אשר המחשב דוגם ושומר לעצמו לגישה עתידית ( לדוגמא לחץ סביבתי בהדלקת מתג ההצתה ).
המידע בזיכרון הRAM הוא תלוי מתח הצתה וברגע כיבוי המנוע נמחק לגמרי.
לעומת זאת זיכרון הKAM הוא זיכרון אקראי המשמש לכל מיני מטרות אך זה לא תלוי מתח הצתה כי אם מתח מצבר , כלומר - רק בניתוק המצבר הנתונים נמחקים.
בזיכרון זה מאוחסנים קודי תקלה למיניהם , נתוני בסיס משתנים ,חישובים ותוצאות ביניים, FUEL TRIMS ושאר נתונים וחישובי "מערכת לומדת".
לכן לפעמים ניתוק המצבר לזמן מסויים למטרת איפוס הKAM יכול לסדר בעיות מסויימות הקיימות במערכת.
EEPROM = קיצור של Electronically Erasable Program Read Only Memory = זכרון לקריאה בלבד המכיל את "התוכנות" הדרושות להפעלת המערכות, ניתן לתכנות אלקטרונית.
להבדיל מהROM אשר מאחסן את "תוכנת" ההפעלה של המעבד עצמו , זכרון זה מכיל את התוכנה המכילה בתוכה את כל "התבניות",אלגוריתמים, "מפות" וLOOKUP TABLES הדרושים ליחידה האריתמטית-לוגית של המחשב במטרה לעבד את הנתונים ולהפוך אותם לפקודות מתאימות למפעילים השונים.
כשאומרים "להחליף ציפ'" מתכוונים לזיכרון זה אשר פעם היה אפשרי לשינוי אך ורק ע"י החלפה פיזית של שבב במחשב המנוע (PROM),

היום התיכנות שלו מתבצע בחיבור מכשיר ייעודי ושינוי הנתונים( ללא צורך בפתיחה של המחשב ).
משום שזיכרון זה ניתן לקריאה ולכתיבה ניתן לעדכן את התוכנה ולחסל באגים אשר התגלו לאחר תהליך הייצור , RECALLים לעידכוני תוכנה הם דבר די שגרתי היום.
בעבר בעיות תוכנה מסויימות דרשו פירוק המחשב ותיכנות הזכרון מחדש.
זיכרון פלאש הוא זיכרון מתקדם יותר אשר מחליף את זיכרון הEEPROM במחשבים החדישים יותר.
"הממירים" - כפי שניתן לראות באיור בצד המקבל (INPUT) ובצד השולח(OUTPUT) של המעבד ישנם ממירי A/D-D/A = ממירים מאות דיגיטאלי לאות אנלוגי וההפך במידת הצורך.
מה תפקידם ולמה אנו צריכים אותם?
חלק מהחיישנים במערכת ההזרקה משדרים אותות "דיגטליים" ( כמו המחשב 1 ו 0 ) או אותות אנלוגיים(מתח חשמלי משתנה), וכך גם עם המפעילים במערכת - המקבלים אות דיגיטלי או אנלוגי.
כדי לאפשר למעבד להבין את הקלט האנלוגי המגיע מהחיישנים המשדרים "אנלוגית" - יש להפוך אותו לקלט דיגיטלי לפני כניסתו למחשב , אחרת...
המחשב פשוט לא יהיה מסוגל להבין אותו.
חלק מהחיישנים משדרים כבר פלט דיגיטלי ולא זקוקים להמרה זו.
אותו דבר קורה בצד השני - מפעילים הפועלים בעזרת אות דיגיטלי מקבלים אותו ישירות מהמחשב ואילו מפעילים הפועלים על אותות אנלוגיים זקוקים להמרה של הפלט הדיגיטלי לאנלוגי.
תפקיד הממירים הוא לעשות את המרה זו, לא נכנס לצורת ההמרה אך אכתוב בכל זאת ש"איכות" ההמרה תלויה בתדר הדגימה של הממירים.
מהממירים האות יוצא אל הדרייברים המפעילים את המפעילים השונים.
חלק נוסף במערכת היא מערכת הדיאנוסטיקה העצמית(OBD=On-Board Diagnostics ) המבקרת את פעולת המנוע בעזרת החיישנים ,ובמידה והאחרונה לא מתנהלת כרצוי המערכת מדליקה נורת ביקורת ואף במקרים קיצוניים יש לה הסמכות להעביר את ניהול המנוע ל"מוד חירום" - LHM = LIMP HOME MODE.
לא ארחיב עליה כי אף הטרקטורנים החדישים ביותר מצויידים במערכות OBD די בסיסיות - אם בכלל.


ים
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:04-24   #7
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

החיישנים -
החיישנים הם העיניים והאוזניים של מערכת ניהול המנוע.
כל חישובי המחשב מתבססים על קריאת המצב בשטח ע"י החיישנים.
כשהם תקינים - מערכת הניהול מסוגלת להגיע לדיוק פנטסטי ולביצועים מעולים.
אך מספיק שאחד מהחיישנים היותר חשובים מביניהם מתחיל לזייף וכל המערך נופל כמו מגדל קלפים.
בואו נכיר את כל אלו הרלוונטיים לטרקטורונים.

מקובל לחלק אותם ל-3 סוגים עיקריים :
1. חיישני "התנגדות" - פיאזו התנגדותיים*, פוטנציומטרים , טרמיסטורים(חיישני טמפ' ),O2 Titania.
2. חיישנים "דיגטאליים" - חיישני מהירות(דיגיטאלים - HALL/PT/RS), פוטוטרנזיסטורים ( חיישן KV )וכל חיישן המיצר פלט דיגיטלי.
3. חיישני "מתח משתנה" - פיאזו אלקטריים* , חיישני מהירות(פיקאפים), O2 - ZrO2 - חיישנים המייצרים מתח.

חיישני מהירות - ישנם כמה סוגים של חיישני מהירות הפועלים בצורות שונות,החיישנים הנפוצים הם "לקטנים מגנטיים"("פיקאפים") או חיישני "HALL EFFECT" .
החיישנים מותקנים בסמוך לגל הנמדד ויושבים מול מסילה יחודית עליה נמצאים במרחקים קבועים סימני הזיהוי המשמשים את החיישן, אלו יכולים להיות חריצים/בליטות עשויות מתכות שונות/מגנטים המשפיעות על החיישנים.
חיישן "פיאקאפ" הוא חיישן "השראה מגנטית" ולמעשה מתפקד כסוג של מחולל AC מיניאטורי.
החיישן בנוי ממגנט קבוע וסליל המלופף עליו.
בחיישני "פיקאפ" פרופיל המסילה מורכב מבליטות/שיני מתכת (ברזלית)שממוקמות במרחק שווה על הגל הנמדד וחולפות אל מול החיישן בסיבוב המנוע.
שן המתכת החוצה את קווי הכוח של המגנט הקבוע משנה את השטף המגנטי (המיוצר ע"י המגנט הקבוע) וגורמת ליצירת מתח חשמלי חיובי בתקרבות המוליך וכיווץ השדה ומתח שלילי בהתרחקות המוליך ( שן המתכת) והתרחבות השדה.
השינוי בשטף המגנטי גורם להשראה של מתח חשמלי על סליל הפיקאפ.כל חצייה של שן אחת מייצרת מחזור אחד של זרם חליפין.
משום שהכוח המגנטי קבוע הפרמטר היחידי לשינוי עוצמת המתח הוא מהירות חציית השטף.

בחיישן HALL יתכן סידור דומה(נדיר ) או דומה באמצעות מגנטים(הרבה יותר נפוץ ) אשר ממלאים את תפקיד סימני הזיהוי של החיישן ומפוזרים על הגל.
בפגישה עם אלמנט החיישן מגנטים אלו גורמים להפעלת שטף מגנטי על המוליך( שהוא אלמנט המדידה).
חשיפת המגנט למוליך הפעיל ( מקבל מתח ממחשב המנוע) משפיעה על הולכת הזרם של המוליך ויוצרת מטענים מנוגדים בניצב לכיוון הזרם וכיוון השטף המגנטי,הפרש הפוטנציאלים הנוצר מחלוקה לא שווה של אותם המטענים מייצר מתח בין הקטבים הנמדדים בכל פעם שהשדה מופיע (להרחבה בנושא ניתן לחפש "אפקט הול" ו "כוח לורנץ").
כל חיישני ה"הול" משלבים מעגל ההופך את החיישן לחיישן "מתג" המייצר פלט דיגיטלי ( 5V/0 ).
תדירות, עוצמת ואמפליטודת הגל משתנה בהתאם למהירות הסיבוב, ובנקודה אותה המחשב רוצה לזהות, אופי האות משתנה או לא מופיע בכלל( או לחילופין מופיע רק בנקודה זו ).
בהתאם לאופי הגל והשוואת תדירותו לשעון הפנימי של מחשב המנוע, המחשב מזהה את כמות הסיבובים לדקה ומיקום הגל( ובנוסף שינויים פתאומיים בעקבות בעיות הצתה).
חיישן פיקאפ אינו צורך זרם חשמלי והחיווט אליו הינו רק בכדי להעביר את האות למחשב, חיווט החיישן ייחודי ומוגן יותר בפני הפרעות אשר יכולות לשבש את האות, יש לזכור זאת כאשר מטפלים בצמת החיישן.
ניתן גם למצוא חיישני מהירות העובדים ע"י ניתוק וחיבור מגעות בהשפעת מגנט בכל פעם שאלו עוברות בסמוך לו ( REED SWITCH TYPE )כאשר אחד מההתקנים מותקן על הגל המסתובב.
או חיבור וניתוק מגעות באמצעות פוטוטרנזיסטור( טרנזיסטור השולט על פתיחת/סגירת מעגל חשמלי בהשפעת אור )על אלמנט הגילגול מותקן "תריס" בעל מספר כנפיים החוסמות את מעבר האור אל הפוטוטרנזיסטור כאשר בכל שאר זויות הסיבוב האור חשוף לPT - הפולסים המיוצרים בכל פעם שהמעגל נסגר בהשעפת חשיפת הרווחים ב"תריס" נמדדים מול שעון המחשב ומתורגמים למספר סיבובים פר יחידת זמן של הגל הנמדד.
חיישני המהירות במנוע הינם חיישן מהירות הקראנק ( CPK-NE SIGNAL ) חיישן מיקום גל הזיזים ( CMP-G SIGNAL ) וחיישן מהירות הנסיעה/מהירות גלגל ( VSS ).
חיישן מהירות הקראנק כמובן נותן את נתון מהירות המנוע ומיקום הגל על ציר הסיבוב , חיישן גל הזיזים נמצא במקומו במטרה לאותת למחשב באיזה מצב כל בוכנה נמצאת וחיישן מהירות הנסיעה רלוונטי בעיקר למנגנון הABS ולתיבות אוטומטיות.
נתונים אלו חיוניים לחישוב ה"עומס" על המנוע ותיזמון ההזרקה וההצתה.

חיישן מיקום מצערת ( TPS ) - חיישן מיקום המצערת הוא פוטנציומטר ( נגד משתנה ) המשנה את התנגדותו בסיבוב פרפר המצערת ,בהתאם למיקומו.
חיישנים ישנים יותר במערכות דלק משולבות ( "קרב' חשמלי" ומערכות הזרקה ישנות ) הכילו מתגים פשוטים לזיהוי סרק ( IDLE SWITCH ) ולזיהוי מצערת מלאה ( WOT SWITCH ) ללא מדידת מיקום המצערת המדוייק.
המחשב מספק בכניסה לחיישן מתח ייחוס(REF) ומקבל ביציאה מתח משתנה בהתאם למיקום המצערת( יותר נכון הפוטנציומטר ) המתח נע בין עשיריות הוולט ל5 וולט.
חיישן הTPS מדוייק ביותר במתח המוצא שלו, רק כך המחשב יכול לקבל תמונה אמיתית של מיקום המצערת המדוייק.

כאשר החיישן יוצא מכיוון הסמפטומים אשר יהיו יהיו דומים למשאבת האצה לא תקינה/מכוונת בקרב', יחד עם תערובת ענייה/עשירה מידי , שיהוקים , חוסר כוח וכדומה( את חלק מהחיישנים ניתן לכוון מחדש).
חישוב העומס המסורתי מגיע מחיישן הCPK וחיישן MAP/MAF אך בעצם ניתן להכניס גם את נתון חיישן מצב המצערת למשוואה משום שבעזרתו המחשב "מכריז" על מצבי האטה והאצה ודרישות הביצועים של הרוכב - ומשנה את כמויות הדלק בהתאם.
חיישני "ספיקת אויר" (MAP/MAF ) - נתון "ספיקת האוויר" הנכנס למנוע יחד עם נתון "סיבובי המנוע" ו"מצב המצערת" מהווים ביחד את עיקר חישוב ההזרקה/הצתה המבוצע ע"י המנוע - חישוב "העומס".
שלושת הנתונים האלו הם החשובים ביותר ומהווים את נקודת המוצא לחישוב זמן ההזרקה ותזמון ההצתה.
כתבתי בכוונה "ספיקת אויר" משום שישנם כמה סוגי חיישנים המאפשרים למדוד אותה , ראשית - נציג אותם.
אפשר לחלק את חיישני "כמות האויר" ל-2 קבוצות -
1. SPEED DENSITY - מדידה "עקיפה" של כמות האויר בעזרת חיישן לחץ אבסולוטי MAP = Manifold Absolute Pressure.
2. Mass Air Flow = MAF - חישוב ישיר של כמות האויר בעזרת חיישן MAF = Mass Air Flow / VAF - Vane Air Flow / Karmen Vortex air flow


חיישן MAP - מודד את כמות האויר בעקיפין, שיטה זו מוכרת בשם "SPEED DENSITY" - מודדים את הלחץ האבסולוטי ומסיקים ממנו בעזרת חישוב את ספיקת האויר של המנוע.
הלחץ האבסולוטי הוא סכום הלחץ הברומטרי ( לחץ הסביבה - כ1 באר בממוצע בגובה פני הים ) והלחץ המונומטרי ( הלחץ בתוך סעפת היניקה ).
מערכת הניהול מודדת באופן נפרד או משולב(חיישן BARO המותקן באלמנט הMAP ) את הלחץ הברומטרי והמונומטרי ומשווה ביניהם.
הלחץ הנמדד הוא הלחץ האבסולוטי אשר משתנה בהתאם לתנאים הסביבתיים. כדי להתאים את הנתון המסופק בשיטה זו לכל אזור בו הכלי נוסע, לחיישן זה מצורף חיישן טמפטורת אויר ( IAT ) במטרה לעזור למחשב הניהול להגיע לחישוב מדוייק של מאסת האויר הנשאבת למנוע בכל נקודת זמן.
ע"פ רוב מדידה מונומטרית ומדידת IAT מספיקה לחישוב, (אך לרוב ישנו חיישן לחץ ברומטרי כללי במחשב המנוע)משום שברגע הדלקת הסוויץ לפני התנעת המנוע הלחץ בסעפת היניקה ברומטרי וניתן למדוד אותו - אותו דבר קורא בפתיחת מצערת מלאה , הוואקום יורד וניתן לדגום את הלחץ הברומטרי(קראתי מחלוקות סביב הנושא אך הספרות מראה שהדבר נכון ).
חיישני הMAP פועלים בצורה הבאה - פיסת סיליקון-"פיאזו" מותקנת הרמטית בצינור שבצידו האחד לחץ היניקה ( מונומטרי ) ובצידו השני לחץ ידוע מראש(לרוב ריק ).

בהתאם ללחץ המופעל על אלמנט המדידה מכיוון היניקה הוא מתעוות ומשנה את התנגדותו למעבר זרם חשמלי - ככל שלחץ היניקה גבוה יותר ( וואקום חלש יותר ) אלמנט המדידה מתעוות פחות ומתח המוצא עולה ( ישנם מערכות MAP המשדרות "דיגיטלית" תדר משתנה , לא נפוצות ).
מחשב המנוע מתרגם את אות המתח מהחיישן + נתון טמפ' האויר + נתון הלחץ הברומטרי לערך הסופי המוצג מחיישן זה.
שיטה זו למדידת ספיקת האויר של המנוע נחשבת "מדוייקת פחות" משום שהמדידה היא לא מדידה ישירה של מאסת האויר, לפחות כך מקובל לחשוב , בפועל מערכות מבוססות MAP מספקות את הסחורה
בצורה משביעת רצון.
חיישן מסוג זה נפוץ יותר בכלים מוזרקים המיועדים לשטח משום שהוא הרבה פחות רגיש לזיהום ונחשב אמין ביותר.
כמוכן החיישן יודע לפצות על משיכות אויר ושינויים בצריכת האויר של המנוע , כל עוד הם לא גדולים מידי.
סיבות נוספות ניתן למצוא פסקה למטה בכתוב בנושא חיישן MAF.
קבוצת החיישנים השניה מכילה כמה סוגי חיישנים בעלי שיטות מדידה שונות.
חיישן MAF :HOT WIRE/FILM - הנפוצים ביותר , מודדים ישירות את מאסת האויר הנכנסת למנוע.
מנגנון החיישן מכיל : יחידת חימום הנשלטת ע"י חיישן טמפ', חיישן טמפ' אויר ותיל או רדיד פלטינה/ניקל.

החיישן מותקן בין מסנן האויר לבית המצערת ומודד את מאסת האויר הנצרכת ע"י המנוע בצורה הבאה -
אלמנט המדידה מחומם לטמפ' של 75 מעלות ברדיד ו100 מעלות בתיל וכאשר עובר דרכו אויר הוא מתקרר באופן ישיר למאסת האויר העוברת דרכו.
חיישן הטמפ' מזהה את הירידה ומורה ליחידת החימום להשקיע יותר אנרגיה בחימומו מחדש של אלמנט המדידה , שינויי המתח הדרוש לאלמנט החימום מתורגם ביחידת הבקרה לכמות האויר הנשאבת למנוע בעזרת אלגוריתם הנוצר למטרה זו ומשווה לנתוני ספיקת אויר/מתח השמורים בזכרונות המחשב( ישנם חיישני MAF מסוג זה המשדרים "דיגיטאלית" תדר משתנה, במקום מתח משתנה).
למרות קשר בין נפח האויר לטמפ' האויר, ללחות ולדחיסות האויר מערכות המצויידות בחיישן MAF נעזרות בחיישני טמפ' ולחץ ברומטרי במטרה לדייק כמה שיותר בכמות החמצן הנכנסת למנוע בכל רגע נתון.

בסיום פעולת המנוע אלמנט המדידה מחומם לטמפ' גבוהה ביותר ( סביב 1000 מעלות ) במטרה לנקותו ממזהמים הנדבקים אליו במהלך עבודה המנוע.
חיישנים אלו נדירים יותר בכלים המיועדים לשימוש בשטח משום שהם -
1. רגישים יותר לזיהום ורעידות.
2. אינם מתאימים לעבודה עם מסנני אויר משומנים.
3. במצב של "משיכת אויר" מאבדים מדיוקם.
4. זקוקים לכיול מחדש בהחלפת מערכת היניקה למשופרת( תנועת האויר משתנה ואיתה יחס חום אלמנט/כמות אויר ).
חיישן VAF - Vane Air Flow - עוד בן למשפחת החיישנים המודדים באופן ישיר את נפח האויר הנכנס למנוע.
מנגנון החיישן מכיל - לוחית התנגדות על ציר המחוברת לקפיץ ופוטנציומטר,חיישן טמפ' אויר ,לוחית "ריכוך" הנעה בתא משלה ומחוברת ללוחית ההתנגדות, ומעבר עוקף עם בורג כיוונון.
החיישן פועל בצורה הבאה - לוחית ההתנגדות נעה על ציר אשר מחובר לקפיץ השואף להצמיד את הלוחית לתושבתה וכאשר עושה זאת הלוחית חוסמת את פתח היניקה של המנוע.
לוחית ההתנגדות מחוברת גם ללוחית "ריכוך" הנעה בתא משלה ומרככת את פעולת לוחית ההתנגדות בהתנגדות לתנועתה( כמו לנסות לפתוח פנימה דלת בחדר קטן וסגור ) ובצורה זו מרסנת את אותה.
ברגע שהמנוע מתחיל לשאוב אויר הלוחית המתנגדת נפתחת בצורה פרופורציונלית לנפח האויר המנסה לעבור בפתח , תנועת ציר הלוחית בפתיחתה מועבר לפוטנציומטר(נגד משתנה) דרך זרוע ובכך משנה את התנגדות המנגנון לזרם העובר דרכו וכתוצאה מכך את מתח המוצא של החיישן , המחשב משווה את המתח לנתונים השמורים אצלו ו"יודע" את נפח האויר הנכנס למנוע.

כמו בשאר חיישני "ספיקת אויר" גם פה מותקן חיישן טמפ' אויר ביניקה במטרה לסגור את המעגל ולספק למחשב את כל הנתונים להם הוא זקוק כדי לחשב במדוייק את "כמות האויר" הנשאבת למנוע.
מפאת הצורך בקפיץ חזק יחסית יתכן מצב שבו בסל"ד סרק הלוחית תסגר יותר מידי ולכן ישנו מעבר עוקף המוגבל בעזרת בורג כיוון המאפשר לאויר נוסף לעבור דרכו( הבורג מקובע בכיול החיישן ואין צורך לשחק איתו סתם).
החיישן מצוייד בשסתום חד כיווני על לוחית ההתנגדות במטרה להגן על החיישן מ"בקפיירים", במידה ולא קיימת הגנה או ששסתום הביטחון תפוס - בבקפייר חזרה למערכת היניקה החיישן יפגע קשה.
יש לבדוק את תקינותו של השסתום לדליפות שיפריעו למדידה מדוייקת של החיישן ובנוסף לראות שתנועתו אינה מוגבלת והוא פועל כפי שתוכנן.
החיסרון המרכזי בשימוש במערכת מסוג זה הוא שהיא מתנגדת לזרימת האויר במנוע וכמו כן מאבדת כיוון כאשר ישנה "משיכת אויר"( מצד שני מחשבת אמינה ופשוטה ביותר ).
עם זאת היא ידועה כאמינה וסביר להניח שנתקל בה בטרקטורונים בעתיד.
חיישן Karmen Vortex Air Flow - חיישן מסוג זה מודד גם הוא באופן ישיר את ספיקת האויר של המנוע אך בצורה ייחודית ומעניינת.
מנגנון החיישן מכיל - "מחולל מערבולות" ( התקן האשר במעבר האויר דרכו במהירות יוצר מערבולת ) פיסת מתכת המשמשת כמראה,חיישן טמפ' אויר, מנורת לד ופוטוטרנזיסטור פשוט ( במקרה שלנו - התקן אשר בהשפעת אור סוגר ופותח מעגל חשמלי).
החיישן פועל בצורה הבאה - אויר הנכנס לחיישן נתקל ב"מחולל המערבולות" ויוצר מערבולת הדומה לזו הנוצרת לאחר שסירה עוברת במהירות דרך המים,מערבולת זו נקראת "מערבולת כרמן".
ככל שיותר אויר זורם > תדירות המערבולות גבוהה יותר.
במסלול המערבולות ישנו קדח המחבר בין צינור היניקה ל"מראה" המורכבת על ציר, היכולה לשנות את זויתה בהשפעת כוח המופעל עליה.
ממוקמים ממול ה"מראה" - נורת הלד והפוטוטרזיסטור כאשר בזוית מסויימת של ה"מראה" אור הלד מצטלב עם הפוטוטרנזיסטור ומקרין עליו אור.
כאשר נוצרת מערבולת היא עוברת דרך הקדח המוזכר למעלה וגורמת לתזוזת נידנוד של ה"מראה" , בכל פעם שזו מתנדנדת מוקרן אור על הפוטוטרנזיסטור והוא סוגר/פותח את המעגל.
כאמור , המערבולות משתנות פרופורציונלית לכמות האויר העוברת דרך "מחולל המערבולות" - יותר אויר = יותר מערבולות וההפך.
תדר האותות מהחיישן X זמן , בכל פעם שהמעגל נסגר/נפתח - מתורגם ע"י המחשב לכמות האויר הנשאבת אל המנוע.

חיישן חמצן ( O2 )* - ישנם 2 סוגים של חיישני חמצן מסוג NB- על בסיס זירקוניום ועל בסיס טיטניה, נתחיל עם הראשון.
O2:Ysz -
חיישן החמצן מסוג זה מודד את כמות החמצן הנותרת בגזי הפליטה לאחר השריפה כדי לדגום את יחס התערובת בין הדלק לאויר,ובכך בעצם "לסגור מעגל" בקרה על מערכת ההזרקה.
הוא עושה זאת ע"י ייצור מתח משתנה בתגובה אלקטרו כימית בהתאם לכמות החמצן בגזי הפליטה ביחס לחמצן באויר האטמוספרי.

מנגנון החיישן בנוי מ 2 אלקטרודות פלטינה בעלי קוטביות שונה , האחד חשוף לאויר האטמוספרי והשני לגזים בצינור הפליטה, ומנגנון חימום.
וביניהם "בסנדביץ" דו תחמוצת הזירקוניום -( Zirconium Dioxide (ZrO2 , חומר אלקטרו-קרמי הנכנס תחת הקטגוריה של FAST ION CONDUCTOR CERAMICS. ( בחומר עצמו מבוצע "אילוח"עם חומר נוסף והוא נקרא Yttria-stabilized zirconia ).
קטגוריית חומרים המוגדרת כאלקטרוליטים קרמיים מוצקים המאפשרים הולכת זרם חשמלי ע"י יונים ( אטומים טעונים חשמלית ), במקרה הזה יונים של חמצן.

בחימום החיישן מבוצע בעצם "עירור אנרגיה" היוצר יונים של חמצן על אלקטרודות הפלטינה (המשמשות כזרזים), ככל שכמות החמצן באזור האלקטרודה גבוהה יותר כך נוצרים יותר יונים.
החיישן פועל בצורה הבאה -
כאשר החיישן מחומם לטמפ' העבודה נוצרים יונים של חמצן על האלקטרודה החשופה לאויר החיצוני (+) העשיר בחמצן ואותם יונים נוצרים על האלקטרודה החשופה לגזי הפליטה(-) בהתאם לכמות החמצן בגזים הנפלטים מהמנוע.
ברגע בו התערובת ענייה או קרובה לסטויכמטרית (1/14.7) ישנו חמצן חופשי באגזוז אשר גורם ליצירת כמות גדולה של יונים על אלקטרודת ה(-) החשופה לאגזוז והפרש הפוטנציאלים בין הקטבים נמוך.
בהתאם להפרש הנמוך המתח המיוצר ע"י החיישן קטן עד ל0.1 וולט ( תמיד יש מתח כי בכל רגע שהחיישן מודד תמיד יהיה יותר חמצן בצד ה + של החיישן, וגם חלוקת היונים אף פעם לא תהיה שווה ).
ברגע בו התערובת הופכת עשירה אין כמעט חמצן חופשי בצינור הפליטה וריכוז היונים על אלקטרודת הפלטינה (-) יורד בעוד הריכוז בצד ה(+) נשאר זהה.
גביש הזירקוניום מאפשר הולכת יונים בין הקטבים ובעקבות הגדלת הפרש הפוטנציאלים... בתערובת עשירה המתח עולה עד ל0.9 וולט.
מתח היחס הסטויכומטרי הוא לרוב 0.45 וולט.

מנגנון החימום מחמם את החיישן בהנעת המנוע ( עד לחימומו המערכת רצה "בחוג פתוח" ) ושומר עליו חם בסרק ממושך וכאשר התערובת עשירה לאורך זמן, בחיישן איכותי נלקח בחשבון פיצוי על שינוי בטמפ' החיישן במהלך העבודה משום שזו משנה את מתח המוצא כאשר התנאים דומים.
חיישן החמצן הפשוט הנ"ל נקרא חיישן "פס צר" ואת הסיבה לכך ניתן לראות בבירור בדיאגרמה המצורפת המתארת את פעולת החיישן - ניתן לראות שהחיישן אינו מסוגל לנטר את התערובת בצורה לינארית.

כאשר התערובת יוצאת במקצת מתחום הסטויכומטרי שינוי המתח מיידי וקיצוני , ממש סוג של "מתג".
וכך גם מחשב המנוע משתמש בו - ברגע שמורה "עני" נותן פקודה להעשיר את התערובת במחזור הבא, וכאשר מורה "עשיר" בדיוק ההפך.
מחשב המנוע עושה זאת במטרה להעלות את יעילות הממיר הקטליטי הזקוק פעם לתערובת עניה ופעם עשירה כדי לנטרל את המזהמים בגזי הפליטה ( REDUCE -NOx>N2/CO2 - OXIDIZE - CO/HC>H2O/CO2 )
עוד על "החוגים" במערכת הניהול וניטור מדוייק יותר של גזי הפליטה - בהמשך.
גם במידה ואין ממיר קטליטי הפליפ פלופ הזה בין עני לעשיר מתקזז בצנרת הפליטה והתוצאה היא תערובת קרובה לערכים הרצויים בסוף התהליך.
O2:Titania
- חיישן פשוט בהרבה והוא כולל גביש "טיטניה"(TiO2) החשוף לגזי הפליטה ומנגנון חימום.
חיישן זה עובד בצורה שונה לגמרי - הוא אינו חשוף לאויר האטמוספרי אלה רק לגזי הפליטה ומשנה את התנגדותו בהתאם לכמות החמצן בגזי הפליטה.
בחיישן עובר מתח REF ידוע הנמדד ביציאה מהחיישן ובהתאם לערכו המחשב יודע את יחס התערובת.
מנגנון החימום נועד בכדי לשמור על החיישן בטמפ' עבודה.
יכולותיו של החיישן נחשבות קצת פחות מדוייקות מאלו של חיישן זירקוניה בכל הקשור בביצועים ואיכות הניטור של יחס התערובת.
אך הוא פחות רגיש לזיהום ומתחמם לטמפ' עבודה מהר יותר מחיישן ע"ב זירקוניום. החיישן מתאים יותר לרכבי שטח העובדים בתנאים קשים משום שהוא אינו תלוי במדידת האויר האטמוספרי( אם נחיר ההשוואה של חיישן זירקוניה יסתם , הוא לא יעבוד ).

* נכון להיום בטרקטורונים עוד לא פועלת מערכת "הזרקה בחוג סגור" ולכן גם אין חיישן חמצן , עוד על כך בהמשך.
*לפני שאפרט על חיישן נקישות שהוא בעצם חיישן "פיאזו-אלקטרי" ומשום שכבר נתקלנו במושג דומה בכתבה - מילה וחצי על "פיאזו".
פיאזו-אלקטריות היא היכולת של חומרים מסויימים לרוב קרמיים לייצר מתח חשמלי כתוצאה מלחץ פיזי המופעל על החומר, לדוגמא החומר "קווארץ".
כמובן שהתהליך גם מתהפך וחומר המוגדר כ"פיאזו" משנה את צורתו הפיזית כאשר מפעילים עליו מתח חשמלי( מזרק פיאזו אלקטרי ).
הצורה השלישית בה ניתן להשתמש בחומר נקראת "פיאזו התנגדותית" כאשר החומר משנה את התנגדותו החשמלית בהפעלת לחץ פיזי( חיישני לחץ וחיישן MAP ).
חיישן נקישות - החיישן בעצם משמש כסוג של "סטטוסקופ" המקשיב לפעולת המנוע במטרה לזהות דטונציות ובמטרה לכוון את ההצתה ביעילות מקסימלית.
כפי שנכתב בחלק ג' החיישן משמש סוג של "סגירת מעגל" לתזמון ההצתה כאשר התזמון הראשוני נקבע בעזרת חישוב העומס של מערכת ההזרקה( בעיקר , יש עוד כמה פקטורים ) וחיישן הנקישות מבצע משחק מנקודת פתיחה זו במטרה להגיע ליעילות הגבוהה ביותר. המחשב מקדם את ההצתה עד הופעת צלצולים ,מאחר אותה ושוב מקדם וכן הלאה וכן הלאה...

החיישן מוצמד באופן ישיר לגוף המנוע וסופג את אותם הזעזועים אשר המנוע סופג. בעקבות הזעזועים על גביש ה"פיאזו" הוא מייצר מתח משתנה בהתאם לעוצמה המופעלת על הגביש.
ידוע שה"נקישה" מתרחשת בתדר מסויים , כ-7 KHZ לערך, בכדי לסנן כמה שניתן רעשים מכאניים , רעידות ושאר זעזועים המיוצרים ע"י המנוע אך אינם קשורים ל"נקישה דטונטיבית" ובמטרה לא לבלבל ביניהם-
החיישן והפילטרים במחשב המנוע מכוונים לתדר זה וכאשר בתדר זה הלחץ המופעל על הגביש גדול במיוחד המחשב מזהה דטונציה ומאחר את ההצתה.
כמו חלק מחיישני המהירות גם החיווט של חיישן זה יחודי למניעת הפרעות רדיו והפרעות אלקטרומגנטיות ( שני החיישנים יצרני מתח חליפין ).
דווח על "דטונציה" מחיישן הנקישות גורם לשינוי התערובת במטרה להוריד טמפ' בתא השריפה ולהגן על המנוע.

חיישני טמפרטורה -ECM/IAT/EGR - חיישן טמפ' נוזל קירור ( טמפ' מנוע ) = ECM , חיישן טמפ' אויר ביניקה = IAT , חיישן טמפ' גזי פליטה = EGR.
חיישנים אלו יחד עם כל חיישני החום הנמצאים במנוע נקראים "טרמיסטורים" ופעולתם דומה ודי פשוטה - כשהטמפ' משתנה הם מורידים/מעלים את התנגדותם.
המחשב שולח אליהם מתח ייחוס ומודד את המתח במעגל(בטרמיסטורים המעגל עצמו קצת שונה),ההפרש במתח מתורגם במחשב לנתון הטמפ'.
חיישן הECM חשוב מאוד לפעולת העשרת התערובת כאשר המנוע "קר" ובעזרתו המחשב מחליט מתי לעבור מ"חוג פתוח" ל"חוג סגור"( במערכות חדשות ישנו גם טיימר לגיבוי ).
חיישן הIAT חשוב ביותר לקביעת "מאסת האויר" הנשאבת למנוע בכל נקודת זמן , יחד עם הMAP/MAF וחיישן הלחץ הברומטרי.
חיישן הEGR אינו מופיע בכל מערכות ההזרקה אך באלו שכן הוא מנטר את טמפ' הפליטה במטרה לשלוט על שסתום הEGR וכעזר למערכת הOBD (כשמותקנת מערכת EGR חייב להיות חיישן מיקום השסתום ! ).
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:05-24   #8
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

מפעילים (Actuators) - המפעילים הינם המכשירים עליהם שולט המחשב ובעזרתם "מפעיל" את מערכת ההזרקה ומערכת השליטה על המנוע.
בגדול המחשב שולט על כמה סוגי "מפעילים" -
1. מפעילים "דיגיטליים" -
*סולונואידים - אלקטרומגנטיים המייצרים תזוזה מכנית בהשפעת זרם חשמלי : מזרקים , שסתומים , ממסרים.
*מנועי צעדים.
2. מפעילים "אנלוגיים" הנשלטים ע"י שינוי המתח החשמלי - מאווררים, משאבות וכו...
מנועי צעדים ושסתומי Isc - תפקידם בכוח של התקנים אלו הוא לווסת את סל"ד הסרק של המנוע כך שישאר בערך הרצוי בשינוי תנאי העומס/טמפ'.
הם עושים זאת ע"י ויסות כמות האויר העוקפת את המצערת הסגורה ונכנסת למנוע בסל"ד סרק.
העומס המופעל על המנוע משתנה עקב צריכה חשמלית גבוהה יותר , הילוך משולב ( בתיבות אוטומטיות ), עליה מתונה, שילוב הנעה כפולה,מזגן... למי שיש בטרקטורון :-) וכדומה.
התקנים אלו מבצעים גם העלאת סל"ד סרק לאחר הנעת המנוע במטרה לחמם אותו במהירות.
מנוע צעדים - מנוע חשמלי ייחודי המסובב ציר - השוני בינו ובין מנוע חשמלי רגיל הוא שהוא מסוגל לבצע תנועה "מקוטעת" - לפרק תנועה ארוכה לצעדים קטנים( במנוע צעדים טיפוסי סביב 120 צעדים ).
המנוע עושה זאת באמצעות 4 אלקטרומגנטים המופעלים בסדר עולה או יורד בהתאם לכיוון המנוע, ורוטור מגנטי מרובה "שיניים".

הפעלת כל אלקטרומגנט בנפרד מושכת שן מהרוטור מעט בכיוון הסיבוב וכאשר כל הארבעה מופעלים אחד אחר השני התנועה הקצרה הנתרמת מכל אחד מהם מסובבת את הרוטור בסד"ג של שן אחת או "צעד אחד".
המנוע שולט על שסתום בעל מחט קונית המתקרבת ומתרחקת מתושבתה ובכך מקטינה/מגדילה את מעבר האויר העוקף את המצערת ובצורה זו המנוע שולט על מעבר האויר ומהירות הסרק.
מכיוון שמנוע הצעדים לרוב נמצא בטווח מספר צעדים קבוע תחת תנאים מסויימים המחשב שומר לו נקודות ייחוס של מנוע הצעדים ( בזכרון הKAM ) כדי לדעת על איזו נקודה מוצא לקבוע אותו במצבים שונים.
שסתומי ISC - ישנם כמה סוגים של שסתומים , סולונואידים ומכאניים. אין טעם להכנס לשיטת העבודה של כל אחד מהם משום שהיא די זהה בעיקרה - פותחים וסוגרים מעבר אויר בDUTY CYCLE משתנה במטרה לווסת את כמות האויר.
ממסרים(RELAY ) - ממסרים הם סוג של "מתגים אלקטרומגנטיים" המאפשרים הפעלה של צרכני חשמל כבדים ללא צורך בחיווט/מיתוג כבד עד להתקן השליטה של הרוכב( גם פיזית גם חשמלית ).

כלומר... למשל ממסר סטרטר - ניתן לראות בבירור שהחיווט החשמלי הראשי למתנע הוא מסיבי ביותר משום שצריכת הזרם של הסטרטר היא גבוהה מאוד.
אילולא לא היו לנו ממסרים, החיווט ומתג ההתנעה עצמו היו צריכים להיות ענקיים ביחס ישיר לכמות הזרם.
כדי לאפשר " שליטה מרחוק" על צרכנים כאלו בשימוש במתגים קטנים בסביבת הרוכב וחיווט דק ,קל וקצר אנו משתמשים בממסר.
בממסר 2 מעגלים - "זרם נמוך" ( מעגל שליטה ) ו"זרם גבוה" ( מעגל צרכן ).
מעגל השליטה הוא המעגל המתופעל ע"י המתג עליו אתם לוחצים , והוא מתפעל את מעגל הצרכן הכבד.

בלחיצה על המתג אנו מפעילים את מעגל הזרם הנמוך המגיע לממסר וזה מפעיל אלקטרומגנט המחבר את מתג הזרם הגבוה ומדליק את הצרכן.
מזרקי דלק - מזרקי הדלק הם לרוב סולונואידים , שסתומים אלקטרונים די פשוטים, הם אינם מייצרים בעצמם הזרקת דלק בלחץ אלה רק פותחים את המעבר לזרימת דלק בלחץ אל סעפת היניקה.
מזרק הדלק מקבל את הדלק בלחץ של 2.5-3 באר ממשאבת הדלק ובזמן שהמחשב מספק לו מתח הסולונואיד מושך/דוחף כנגד קפיץ סיכה החוסמת את נחיר המזרק והדלק מוזרק לסעפת היניקה או חלל השריפה ( בהזרקה ישירה והזרקת דיזל ).
ברגע ירידת המתח המזרק נסגר בהשפעת כוח הקפיץ.

ניתן להסיק מהפסקה הקודמת שהפרמטר היחידי שניתן לשינוי בהזרקה נקודתית הוא זמן הפתיחה של המזרק( נתון הספיקה של המזרק כמובן ידוע למחשב).
השליטה על המזרק מתבצעת בגל ריבועי המשתנה באורכו( גל ריבועי פועם)המחבר ומנתק את אחד הטרמינלים של המעגל(לרוב מינוס) לזמן קצוב במטרה לשלוט על זמן פתיחת המזרק = DUTY CYCLE.

יכולת ההזרקה המקסימלית היא במצב בו המזרק פתוח 100% מהזמן , במערכות סטנדרטיות מתאימים מזרקים שמספקים את צריכת הדלק המקסימלית של המנוע בDUTY CYCLE של עד 80 %.
לאחרונה טכנולוגית ה"פיאזו" הגיע למזרקי הדלק, מזרקי "פיאזו" פועלים בהפעלת מתח גבוה על הגביש אשר מתעוות( משנה את אורכו, ע"ע "פיאזו אלקטריות" במעלה הכתבה ) ופותח את נחיר הדלק כנגד קפיץ המחזיר אותו למקומו בסיום הפעלת הכוח.
תנועתו הקצרה ביותר של הגביש וזמן התגובה המהיר שלו יחד עם הכוח המכני אותו הוא מסוגל לייצר( ביחס לגודל המזרק ) מתורגמים למזרק מהיר בהרבה המסוגל לבצע יותר מהלכי הזרקה X זמן ממזרקים סולונואידים( רלוונטי בעיקר להזרקות ישירות ).

2. מפעיל הדורש מתח משתנה הוא למשל מאוורר המנוע אשר מסתובב במספר מהירויות.
כדי לשלוט על מהירות הסיבוב של המאוורר יש לספק לו מתח משתנה בהתאם לכמות הזרם שאנו רוצים להעביר אליו ( יותר מתח=יותר זרם = יותר כוח = יותר מהירות).
האות הדיגיטאלי של המתח מתורגם ע"י הממירים לאות מתח חשמלי היוצא מהדרייברים של המחשב אל הצרכן.

ניהול מנוע
מחשב...חיישנים...מפעילים...עשרות מטרים של חיווט, מאות רכיבים חשמליים ומעל 6000 מילים בפאקינג כתבה!!!
והכל ( טוב הרוב...)בשביל נתון אחד קטן ומושתן - INJECTOR PULSE WIDTH או בעברית - זמן פתיחת המזרק.

הרי בשורה התחתונה המערכת כפי שהוגדרה בהתחלה, היא אמנם חלק מניהול המנוע הכולל אבל שולטת אך ורק על ניהול "התערובת" של המנוע נקודה, סוף.
המערכת עובדת באינטרקציה מתמדת עם שאר המערכות אך בסופו של דבר שולטת רק על ניהול כמויות הדלק.
רק לאחר שמבינים לעומק איך המחשב , החיישנים והמפעילים עובדים ניתן להבין, ולאבחן (ואף לתקן) תקלות ובעיות במערכת ההזרקה, לכן חלק זה העוסק בשיטת ניהול המנוע הוא פשוט ביותר ולמעשה מובן מאליו.
את דיאגרמת ניהול המנוע ניתן לראות באיור הבא -

חישוב ההזרקה הראשוני.כדי להגיע לנתון של זמן הפתיחה המחשב מתחיל מנקודת מוצא ראשונית - "חישוב העומס" על המנוע.
חישוב העומס = חישוב של נתוני חיישני הMAP/MAF לסוגיהם + סל"ד המנוע + מיקום המצערת.
דרך שלושת הנתונים האלו המחשב מקבל תמונה כללית על כמות האויר הנכנסת למנוע יחד עם מוד הרכיבה ודרישות הרוכב.
המחשב שולף מהזיכרון את הנתונים שלו, מעבד...מחשב... מצליב נתונים ונותן נתון עומס רשמי.
לאחר שלב זה המחשב ראשית מחליט האם לעבוד בחוג סגור או פתוח* ובמקביל - באיזה מצב הוא נמצא( שיוט, האצה, האטה,סרק...) ומהו יחס התערובת אליו הוא שואף בהתאם.
*חוג סגור? חוג פתוח? - מערכת ההזרקה מודדת פרמטרים שונים בכל סביבת המנוע בכדי לדייק כמה שיותר בהזרקת הדלק, אולם מנוע בעירה פנימית אינו מדע מדוייק ואינו יציב במאת האחוזים ,ישנם הרבה משתנים הקובעים מה יצא בסופו של תהליך מצינור הפליטה.
מחשב המנוע אוסף את כל הנתונים העומדים לרשותו, מעבד אותם ומגיע ל"ניחוש מושכל" הכי מוצלח שהוא יודע לתת על סמך הנתונים הללו.
בפועל כל תהליך שריפה אינו זהה לקודמו , כל הרכב דלק אינו זהה לקודמו ,למערכות המנוע יש בלאי , למנוע עצמו(מכאנית) יש בלאי , לחיישנים , למפעילים, מימדים משתנים , תנאים משתנים - הכל דינאמי ושום דבר לא נשאר זהה.
כדי שמערכת הבקרה תהיה מדוייקת ככל הניתן היא חייבת שיהיה מישהו בסוף המעגל ויבקר את התוצאות , אחרת היא בעצם עובדת "על בליינד" , נכון... היא מנטרת את כל הפרמטרים להם היא זקוקה אך מי אומר שניטור זה הוא מדוייק? ונגיד וכן...מי אומר שההמרה של הנתונים למצב בשטח באמת מדוייקת על אלפיות המידה? ונגיד וכן...מי יכול לצפות מראש מה יקרה בתא הבעירה? ונגיד וכן....מי יחפה על בלאי המערכת? על הרכב/איכות הדלק?
הבנתם את הנקודה?
על "סגירת החוג" במנועי בנזין אמון חיישן החמצן המנטר את תוצאות השריפה ומעבירם למחשב, על פי נתוני החיישן המחשב מתקן את זמני ההזרקה בכדי לחפות על כל אי הדיוקים הנוצרים בחישוב ההזרקה(S/LTFT).

חיישני חמצן מסוג NB נקראים לסגירת החוג רק במצבים מסויימים ולא בכל פעולת המנוע משום שאין להם את היכולת לדייק באבחון תוצאות הפליטה, מסיבה זו הם גם לא מותקנים כרגע בטרקטורונים( טרקטורונים לא מבלים כמעט באותם "מצבים מסויימים" בהם החיישן אפקטיבי ).
למרות זאת חיישני חמצן מסוג WB מסוגלים לעשות זאת, אך גם אלו - עוד רחוקים מאיתנו , ארחיב עליהם בפעם הבאה.
אז משום מה בטרקטורון אנחנו נשארים "בחוג פתוח" , הלאה...
תיקון זמן הזרקה -
בשלב זה המחשב לוקח את כל הנתונים הנותרים וע"פ ערכם מקצר או מאריך את זמן ההזרקה.
נתונים אלו הם - ( הסברים מורחבים יותר בפסקה על חיישנים במעלה המאמר )
לחץ ברומטרי - משפיע על אחוז החמצן לנפח.
טמפ' אויר ביניקה - כנ"ל.
טמפ' נוזל קירור ( חום מנוע ) - תנאי עירבוב הדלק ותנאי השריפה משתנים + העלאת סל"ד.
דטונציה וצילצולים ( חיישן נקישות) - שינוי יחס התערובת במטרה להתנגד לדטונציות ולשמור על המנוע מחימום יתר.
חיישן מהירות - זה לא מזיק...בעיקר מגבה נתונים אחרים , ישנם מערכות שנתון זה כלל לא קשור.
מצב שסתום EGR - ברגע שמופעל משנה את הרכב היניקה ודורש שינוי בהזרקת הדלק ( במידה ואין התחשבות בנתון זה, שינוי בLTFT יתבצע בהתאם לקריאות חיישן החמצן ).
חיישן חמצן - ע"ע "חוג פתוח? חוג סגור?".
מתח מצבר - משפיע על ההשהייה בתגובת המזרק - ככל שהמתח חזק יותר זמן ההזרקה מתקצר וההפך.
מחשב המנוע מבצע עוד כמה חישובים ומעבד עוד כמה וכמה נתונים אך משום שמדובר על "מבוא" נפרט עליהם בהזדמנות אחרת.
בסיום התהליך מתקבל זמן הזרקה במילי שניות היוצא מהדרייברים של המחשב אל המזרק בצורת גל ריבועי פועם - וחוזר חלילה...
אם הגעתם עד לפה, קבלו ח"ח רציני!
בכתבה הבאה - אופטימייזרים , פאוור קומנדרים ושאר "מחשבי הזרקה" כפי שנהוג לכנות אותם שלא בצדק בכלל.
מקווה שנהנתם!
ים סוסנה.
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:06-24   #9
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

שמור לחלק ד' 4
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:06-24   #10
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

שיפורי מנוע 5 - "יחס דלק / אויר - בעירה תחת זכוכית מגדלת"

בפרק הקודם - פרק ד' , ראינו סיקור מקיף על מערכת הזרקת הבנזין,
בכתבה נכתב רבות על הצורך בניטור מדוייק ומתמיד של כל הפרמטרים השונים במנוע במטרה לדייק באספקת תערובת הדלק/אויר.
במנוע בנזין, חשיבות היחס בין האויר לדלק היא מכרעת והובא לתשומת ליבי שלא בדיוק נגענו בנושא בחשיבות הראוייה לו.
כפי שאני אומר תמיד , בסדרת כתבות צנועה זו אני מנסה לדבוק בעיקר, שהוא "שיפורי מנוע" ברמה הקלילה והעניינית , ללא יותר מידי תוכן פיזיקלי/כימי/מתמטי שהוא מעבר לעניין של הקורא המתעניין הממוצע.
אך אין ספק שתחום זה דורש פירוט מעמיק במטרה להתקדם לפרק הבא , העוסק כולו בתערובת הדלק.



אז קדימה בואו נפרק את העניין לגורמים -

ידוע וברור שמקור הכוח של מנוע הבנזין הוא הבנזין עצמו שנשרף בתאי השריפה, מפעיל לחץ על ראשי הבוכנות ואלו בתורן מעבירות אותו לגל הארכובה המתרגם את האנרגיה "הקווית" לאנרגיה קינטית סיבובית.
אנרגיה זו עוברת דרך המצמד אל תיבת ההילוכים ,ממנה דרך שרשרת או גל ההינע אל הציר האחורי ומשם אל הגלגלים המניעים את כלי הרכב.

בוכנות,טלטלים,גל ארכובה,קלאץ',גיר...כבר מכירים?
מה לגבי בנזין?

הבנזין הוא בבסיסו "פחמימן" , תערובת נוזלית אורגנית המורכבת מתרכובות של פחמן ומימן בסידור מולקולרי שונה, למען האמת באזור ה500 תרכובות שונות.
מקורו של הבנזין הוא בזיקוקו של נפט גולמי , תערובת פחמימנים גסה מאוד המכילה בתוכה אלפי תרכובות פחממניות שונות.
תהליך הזיקוק הפשוט מבוסס על הרתחה של הנפט הגולמי לטמפ' הרתיחה של התרכובות השונות אשר מתאדות כל אחת בתורה, ובצורה זו מיון לתתי תערובות וחזרה על התהליך עד לקבלת מספר מצומצם של תוצרים המכילים קבוצות קרובות של תרכובות פחממניות.
קבוצות אלו הן חומרי הבסיס לייצור בנזין , סולר , נפט , שמן סיכה ועוד...
אחת מקבוצות התרכובות הקלות יחסית שנוצרות בזיקוק, זו אשר מכילה בין שישה לשניים עשר מולקולות פחמן עתידה להיות הבסיס לייצור הבנזין ( בזיקוק טוב יותר הטווח מצטמצם כך שהשרשראות המהוות את בסיס הבנזין הן מ C7H16 ועד C11H24 , כולן מתאדות מתחת לטמפ' הרתיחה של המים ).
הבנזין , כאחת מהתרכובות היותר "קלות" בחבורה, מזוקק באופן שהוזכר מעלה ובכמה דרכים נוספות.
ב"פיצוח" - פירוק של פחמימנים כבדים לפחמימנים קלים בעזרת טמפ' ולחצים גבוהים ביותר,
וגם בתהליך הפוך - התרכבות של פחממנים קלים לתרכובת כבדה יותר ("פילמור").
צורות ייצור אלו פותחו בעקבות הדרישה ההולכת וגדלה לבנזין על חשבון שאר תוצרי הנפט, ומאפשרות הפקה של יותר בנזין מהנפט הגולמי.
הבנזין הגולמי מכיל עוד מספר חומרים בריכוזים קטנים שמקורם בנפט הגולמי, חלקם לא ממש רצויים, למשל - גופרית, מינרלים ומתכות שונות.
לכן במטרה להשביחו ולהתאימו למנועי בעירה פנימית הבנזין מנוקה ממזהמים אלו ומקבל תוספת תוספים במטרה להעלות את אוקטן הדלק( יכולת הדלק להתנגד להצתה עצמית ).
בגלון דלק אגורה אנרגיה המשתווה לאנרגיה חשמלית של קצת מעל 36.5 אלף וואט/שעה.
לשם השוואה , זאת כמות האנרגיה הדרושה להפעלת קומקום מים ביתי בעוצמה מלאה למשך 16 שעות (!!!) בקירוב.


טוב , אוקיי...בנזין יש לנו, מה הלאה? איך בנזין יוצר את הכוח שמניע את הגלגלים?

תהליך הפקת האנרגיה מהבנזין נקרא "בעירה" וכדי להבין אותו כמו שצריך ,קודם כל בואו נלמד אילו מולקולות נכנסות למנוע , לאחר מכן איזה תהליך הן עוברות ולבסוף מה התוצאות של תהליך זה.
אל המנוע אנו מכניסים בנזין - כלומר פחמימן שמעכשיו נתייחס אליו בלועזית בעזרת הסימון HC
( HC = HIDROCARBON ) משום שלמרות שישנם מאות סוגי שונים של פחמימנים הנכנסים למנוע , כולם מגיבים עם חמצן באותה הצורה , אך בכמויות שונות.
יחד איתו אנחנו מכניסים אויר אטמוספרי שמורכב מ 21% "חמצן" בקירוב ( O2 ),
78% חנקן בקירוב ( N2 ) ועוד 1% בקירוב של מספר גזים שונים שהשפעתם על בעירה פנימית במנוע בנזין לא רלוונטית במיוחד.
כלומר אל המנוע נכנסים - O2,N2,HC - חמצן , חנקן ובנזין.
כדי להפיק כוח במנוע בעירה פנימית יש ליצור לחץ על ראש הבוכנה בכל פעימת עבודה , כדי ליצור את אותו הלחץ על ראש הבוכנה אנו מבעירים דלק במטרה לתרגם חום לגזים המתפשטים ומתרחבים במהירות גבוהה, היוצרים את הלחץ המיוחל על ראש הבוכנה. ( שאלת בונוס , מישהו יודע מי גילה והגה את התיאוריה הזאת? האומרת שחימום מולקולות בכלי סגור גורם לעליית הלחץ? )
כדי ליצור את החום המניע את התהליך אנו "מחמצנים" את הדלק.


אמרנו שבנזין הוא סוג של פחמימן - תרכובת אורגניות שככלל אצבע אוהבת להתרכב עם חמצן , או "להתחמצן".
פעולת ה"חימצון" של הפחמן ( C ) ושל המימן ( H2 ) דורשת לפרק את מרכיבי הפחמימנים הללו למולקולות/אטומי חומר בודדים במטרה לאפשר להם להתרכב עם החמצן ו"להתחמצן" , פירוק זה דורש השקעת חום במטרה לשחרר ולפרק את מבנה המולקולות של הבנזין, כך שמרכיביו יוכלו "להתחמצן".
האנרגיה המושקעת נקראת "אנרגיית שפעול" ומתבטאת במנוע בנזין בניצוץ הנוצר בין אלקטרודות הפלאג.
בחומו...ניצוץ זה מתחיל את פירוק הפחמימן ומתחיל תגובת שרשרת שגורמת להעלאת החום בתא הבעירה והמשך הפירוק של שאר הבנזין בצילינדר.

אטומים לעולם ישאפו למצב כמה שיותר יציב( יציבות אלקטרונים בקליפות ) , אטומים מסויימים נחשבים יציבים יחסית אך באפשרותם לשפר יציבותם בהתרכבות עם אטומים אחרים במטרה ליצור מולקולות יציבות ( וכך גם עם מולקולות לא יציבות ), כאשר מצב זה אפשרי האטום שואף להתרכב עם אטום אחר.
לפיכך הפחמן והמימן שואפים ליצור הרכב יציב יותר , עצם הגדרתם "אורגניים" הופכת אותם לחובבי חמצן רציניים ואת החמצן לחוליה החסרה במטרה להשיג יציבות כימית טובה יותר , כאשר הפחמן שואף להפוך לדו תחמוצת הפחמן (CO2) ומימן למימן החמצני (H2O) שאנחנו מעדיפים לקרוא לו פשוט - מים.
ברמה האטומית התרכבות זו של הפחמן והמימן עם החמצן היא "תנועה" מוחשית ( שוב, ברמה האטומית )אנרגית המשיכה בין האטומים השונים במטרה להתרכב ולהגיע למבנה יציב יותר היא אנרגיה לכל דבר.
כמו שהבדלי פוטנציאלים חשמליים יוצרים אנרגיה מעצם שאיפת הזרם לנוע בכיוון מסויים , כך גם בין אטומי המימן והפחמן השואפים להתרכב עם החמצן.
אנרגיה זו של התרכבות, תזוזה וחיכוך, פולטת אנרגיית חום.
עכשיו קחו את האנרגיה הקטנה הזאת והכפילו אותו בטריליארדי האטומים הנוכחים בכל מהלך עבודה של המנוע - וקיבלתם חום רציני.
אנשים קצת פחות משועממים פשוט אומרים - הבנזין בוער, פולט חום, חום זה גורם להתרחבות הגזים בתא השריפה וליצירת לחץ על ראש הבוכנה, סה טו.



אחלה... אז בנזין יש לנו , חמצן יש לנו, ניצוץ יש לנו , קומפרסיה מומלץ ואף רצוי שתהיה לנו... לכאורה כל התנאים לבעירה מושלמת !

ובכן...למעשה פה לא מסתיים מירוץ החימוש בדרך לבעירה מושלמת וכדי להבין למה, אנחנו שוב חוזרים לכימיה.

אמרנו שלמנוע נכנסים HC - O2 - N2 , אמרנו גם שצריכים לחמצן אותם כדי להפיק מהם חום אבל
כיצד נדע כמה חמצן יספיק בכדי לחמצן XYZ דלק?
מה יקרה אם יהיה יותר מידי דלק? מה יקרה אם פחות מידי? כיצד זה ישפיע על עוצמת המנוע? כיצד על הגזים הנפלטים מהאגזוז?


בעירת בנזין בזכוכית מגדלת -

"בעירה מושלמת" של הבנזין מוגדרת כחימצון הפחמן ( C ) לפחמן דו חמצני (CO2 ), חימצון המימן (H2 ) למימן חמצני ( H20 ) ומעבר של החנקן (N2 ) דרך תהליך הבעירה ללא השפעה על הרכבו.
בפועל בעירה "מושלמת" זו לעולם לא מתקיימת במנוע בנזין( פירוט בהמשך ) , בואו נראה את התרכובות הנוצרות בתהליך זה ונפריד בין "הטובות" "לרעות".
בבעירת הדלק בצילינדר , החנקן, מימן, חמצן, פחמן ואחוז החומרים הקטנטן המצטרף אליהם מתחילים את התהליך כ HC - O2 - N2 + כמה פיציפקס, ומסיימים אותו בהופכם לכמה וכמה חומרים ותרכובות, העיקריות שבהן -

1. H20 - המימן מתרכב עם חמצן ויוצר את המימן החמצני...המים.

2. CO - התרכבות חלקית של הפחמן עם החמצן ליצירת פחמן חמצני. שאיפת הפחמן היא להתחמצן לפחמן דו חמצני ( CO2 ),אך כאשר אין מספיק חמצן בסביבת הבעירה (או מספיק זמן להתרכבות מלאה) הפחמן מתרכב ליצירת הפחמן החמצני, גז רעיל ומסוכן.

3. CO2 - פחמן דו חמצני , "גז החממה" , בבעירה מלאה של הבנזין הפחמן מתחמצן כולו לפחמן דו חמצני.

4. HC - O2 - N2 - החומרים ההתחלתיים שלא הצליחו להתרכב עם חומרים אחרים , בנזין לא שרוף( HC ), חמצן( O2 ) וחנקן ( N2 ).

5. NOX - משפחת תחמוצות החנקן, נוצרות בהתחמצנות החנקן בהשפעת טמפ' ולחצים גבוהים - מזהמים (ע"ע OZONE ) , רעילים לנו,לבע"ח ולצמחייה ,לא טוב .

6. H/C , אטומי פחמן ומימן שהתפרקו מHC ולא התרכבו עם חמצן בתהליך השריפה.

H = מימן(ברוב המקרים לא כאטום בודד אלה בצירוף אטום אחר ).

C = פחמן בצורתו הטבעית. חלקיקי פחמן - העישון השחור הנראה לעין בתערובת עשירה, לא אהוד במיוחד על הירוקים ( SOOT - פליטת חלקיקי פחמן , פיח ).

7. SO2 , דו תחמוצת הגופרית הנוצרת כתוצאה מחימצון שאריות הגופרית החומקות בתהליך השבחתו של הבנזין , כאשר יש ממיר קטליטי הוא מחמצן חלק נרחב יותר לתלת תחמוצת הגופרית SO3 שמתרכבת עם מים ליצירת חומצה גופרתית - H2SO4 ( מוכרת גם כ"חומצה סולפרית" ) חומצה זו נוצרת גם בתא השריפה בכמויות קטנות ומאכלת את רכיבי המנוע ללא ההגנה המתאימה.
לבסוף החומצה הגופרתית מגיבה עם המימן הנותר בצנרת הפליטה ליצירת מימן גופרתי הגורם לעיתים לנינוח פליטה מרענן בריח ביצים סרוחות. התוצרים בכל שלב בתהליך בכלל לא ידידותיים לסביבה.

מלבד H2 ,H20 , CO2 , N2, O2 - כל שאר התוצרים הם מזהמי אויר ו/או רעילים לסביבה בצורה ישירה.

מערכות הזרקה...לפני שהן מחפשות ביצועים, הן "מחפשות" את האפשרות להיות בכלל מורכבות חוקית על הכלי, לכן השיקול הראשון במערכת הזרקה סטנדרטית היא עמידה בתקנות הזיהום.
תקנות זיהום האויר ההולכות ומחמירות מתייחסות בעיקרן לארבעה תרכובות - NOX,CO,HC ,SOOT כתרכובות שיש להפחיתן ומצד שני לCO2 כגז שיש להפחית את פליטתו ביחס לנסועה של הרכב(חיסכון בדלק) משום שנטען שהוא הגורם העיקרי לחימום כדור הארץ בשנים האחרונות. אמנם פליטתו באחוזים גבוהים מכלל הפליטה בבעירת הבנזין בצילינדר דווקא מראה על עליה ביעילות וירידה בזיהום האויר.



אז כיצד אנו מפחיתים את התרכובות הללו?

האמת זה די פשוט , שליטה על היחס שבין החמצן לדלק בצילינדר יקבע את רמת החימצון של הבנזין הנכנס לצילינדר.
אחלה...אז איך קובעים כמה חמצן להכניס ליחידת דלק?

בעירה אסימטרית -

בעירת בנזין במנוע בעירה פנימית , לעולם לא תהיה מושלמת , הסיבות לכך מרובות ומגוונות.

* נתחיל בעובדה שהיכולת לנטר דינאמית יחס דלק/אויר קרוב מספיק "למושלם" היא בלתי אפשרית מבחינת דיוק הניטור ודיוק המפעילים ומהירות הניטור, העיבוד והתגובה.
* נמשיך בעובדה שהיכולת לערבב דינאמית כך וכך חלקי אויר בכך וכך חלקי דלק באופן שקרוב "למושלם" בטווח נרחב של מצבי מנוע ותנאי עבודה משתנים - היא לא דבר פשוט.
( 2 הסעיפים הנ"ל הן מטרות שאולי ניתן להשיג היום , אך הדבר ידרוש מערכת מתוחכמת ויקרה בעליל, שלא באה בחשבון בשלב זה )

הלאה לתנאים משתנים בתא השריפה -

* טמפ' שונות בנקודות שונות בתא השריפה ובנקודות שונות על ציר זמן הבעירה.
* זמן מוגבל ביותר למפגש בין כל חלקיקי החומר הנמצאים בתוך הצילינדר.
* קוואנצ'ינג - בעירה לא מושלמת עקב כיבויה כתוצאה מטמפ' נמוכה מידי, בסופה של הבעירה או במגע עם אלמנטים "קרים" בתא השריפה - למשל קירות התא.
* משקעים בצילינדר מבעירות קודמות , מוצקים, נוזליים ותוצרי פליטה גזיים.
נוסיף על כך משתנים אחרים כמו הרכב דלק מעט שונה בכל פעם( תרכובות שונות,משקלים שונים , יכולת עירבוב שונה, כמות מזהמים שונה), קומפרסיה וכדומה...
והגענו למצב שלא מאפשר לנו להגיע לבעירה קרובה לבעירה המושלמת, לבעירה המושלמת לא נגיע לעולם במנוע הבנזין אך השאיפה היא כמובן להגיע כמה שיותר קרוב , לעמדה בה פליטת המזהמים תהיה כמה שיותר קטנה.
כל סטייה מהבעירה המושלמת מייצרת תוצרי פליטה מזהמים ולא רצויים ולכן אנו שואפים להגיע כמה שיותר קרוב אליה.
בימים אלו אנו עוד רחוקים מהלפוך את פליטת המזהמים של מנוע הבנזין לכמעט זניחה ( הפליטה הסופית נקייה בהרבה תודות למערכות אנטי זיהום כמו הממיר הקטליטי עליו יפורט בהמשך ,מערכת הEGR ועוד...).

יחס "אידיאלי" , מעשה בניגודיות מעצבנת -

בפסקה הקודמת ראינו מספר סיבות לכך שנכון להיום אנו לא מסוגלים להגיע לבעירה מספיק טובה ואחידה בכדי להשיל מעלינו את עניין הזיהום , למרות השיפור הענק שנעשה בשנים האחרונות
אנחנו עוד רחוקים מהמטרה הסופית.
בתוך המגבלות הללו כיצד אנו מצליחים בכל זאת להפחית את פליטת ה - NOX,CO,HC,SOOT ?



מברירה התחלתית באפשרויות נראה שאם פליטת הCO ו/או הHC גבוהה, נוסיף חמצן לתערובת ונוכל להפוך HC ו CO ל H20 וCO2 ,כך לא יהיה דלק שרוף למחצה ולכן גם לא תהיה פליטת חלקיקים גבוהה ( SOOT ).
פיס אוף קייק...חיסלנו 3 מתוך 4.
ומצד שני כדי להפחית פליטת תחמוצות של חנקן (NOX)פשוט נוריד את כמות החמצן בתערובת... 4 מתוך 4 ?

אההההה....אופס....
ניגודיות מעצבנת כבר אמרנו?


אם נוסיף מזה...נגרע מההוא...וההפך , אז היכן נקודת האמצע?

יחס סטויכיומטרי -

היחס ה"אידיאלי" למנוע בנזין במטרה להפחית את פליטת המזהמים ככל הניתן נקרא "היחס הסטוייכומטרי".
כפי שעיניכם רואות בתמונה , נבדק ונמצא שהיחס הסטוייכומטרי הוא 14.7 חלקי אויר לחלק אחד של בנזין.
יחס זה הוא יחס משקלי ולא יחס נפחי !!!
כלומר 14.7 קילו של אויר ל- 1 קילו של דלק ולא 14.7 ליטר של אויר ל-1 ליטר דלק.
יחס זה מקבל אי שם בהיסטוריה את הכינוי "למבדה" ( מבוטא "למדה" - LAMADA ) ואת המספר " 1 " נומרולוגית , כל סטייה עשירה מהיחס הסטוייכומטרי היא לכיוון ה0.9 וכל סטייה ענייה 1.05.
ומעכשיו אני מבקש את רשותכם לקצר סטוייכומטרי ב - סטויכ למען פרקי האצבעות שלי... והשיניים שלכם.

יחס זה מבטא תיאורטית את כמות החמצן הדרושה במטרה לחמצן בדיוק את כל הדלק הפחמימני בצילינדר מבלי לחמצן את החנקן.
תסריט תיאורטי זה לעולם לא מתקיים במנוע בעירה פנימית מהסיבות המפורטות מעלה,לכן למעשה היחס מבטא בצורה מעשית את כמות החמצן שמאפשרת חימצון כמו שיותר מלא של הבנזין(הפחמימן) תו"כ שמירה על חימצון מינימלי של החנקן.
כל סטייה "ענייה" מהסטויכ תגרום לשריפת פחמימנים שלמה יותר ( פחות HC ,פחות SOOT, פחות CO , יותר CO2, הרבה יותר NOX ) אך בעת ובעונה אחת ליצירת הרבה הרבה יותר תחמוצות חנקן רעילות ( וניתן לראות את קיצוניות הדבר בצורה מעולה בתמונות ).
כל סטייה "עשירה" מהסטויכ תגרום לשריפת פחמימנים לא שלמה ( יותר HC , יותר SOOT , יותר CO , פחות CO2 , פחות NOX [שעולה ממש מעט בתנאי עומס קיצוניים] ) אך לכמות תחמוצות חנקן נמוכה בהרבה מפאת חוסר החמצן בתערובת ותנאי השריפה המתונים יותר ( לחמצן קל יותר להתרכב ביחד עם HC מאשר עם חנקן , הדורש תנאים קיצוניים יותר בכדי להתחמצן ).
קיצוניות תכולת החמצן החופשי באגזוז מחוץ לסטויכ , בין תערובת עניה לעשירה - היא זו שגורמת לחיישן החמצן עליו דיברנו בכתבה הקודמת לתפקד בדומה למתג ON/OFF.
חיישן אחר , המסוגל לנטר את התערובת ביתר דיוק נפגוש בכתבה הבאה - "חיישן ה - WIDEBAND".



במטרה לנטרל את המזהמים משני צידי הסקאלה ולהוריד משמעותית את כמויותיהם הוכנסו לשימוש מערכות "אנטי זיהום אויר" דוגמת - הממיר הקטליטי , מערכת מיחזור גזי הפליטה ( EGR ) משאבות הזרקת אויר למערכת הפליטה, מסנני חלקיקים וכדומה.

המשך בפוסט הבא...

נערך לאחרונה על ידי ים סוסנה, 30-01-11 בשעה 15:08-24.
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 20-09-08, 21:10-24   #11
ים סוסנה
מנהל פורום טכני
 
תאריך הצטרפות: 20-09-08
הודעות: 984
ברירת מחדל

הממיר הקטליטי -

בקצרה על הרכיב הזה...למה בקצרה? מהסיבה הפשוטה שקשה לי לדמיין שרכיב זה יגיע לטרקטורוני הספורט בשנים הקרובות. אך לבסוף לא יהיה מנוס מהרכבתו בכדי לעמוד בתקני הזיהום.



ממיר קטליטי תלת שלבי פשוט בנוי מכמה חומרים קטליטיים ( זרזים ) שמטרתם היא להאיץ פעולה כימית כלשהי, במקרה שלנו חימצון וחיזור ( OXIDATION / REDUCTION ).
קודם ראינו את תוצאותיה של הבעירה הלא מושלמת ואת תוצרי הפליטה המזהמים "המנוגדים" אחד לשני כתוצאה ממנה.
כדי ליצור פליטה נקייה יותר אנחנו צריכים לקחת ממזהם אחד את החלק שחסר לחברו וכך "לנטרל" את שניהם, אחד בפירוקו ( NOX ) ואחרים בחימצונם ( HC , CO ).
אותו מרכיב הוא החמצן - (הנלקח או... מהNOX , או שנמצא בתערובת השרופה, ו/או אם יש כזו - מוזרם בעזרת משאבת האויר ) המזורז בממיר להתרכבות עם הפחמימנים שלא נשרפו במלואם בבעירה.
ללא הממיר הקטליטי לא יתאפשר לתערובת להתאזן בצורה זו משום שהתרכובות השונות לא היו מתפרקות במהירות מספקת, ואחרות לא היו מתרכבות במהירות מספקת - הממיר מזרז תהליך זה.
כדי להשיג זאת הממיר מורכב משלושה סוגי זרזים ממשפחת מתכות הפלטינה ( PGM , ישנם גם מתכות לא אצילות - פחות נפוצות) , הסידור הנפוץ משתמש ב -

1. פלאדיום ו/או פלטינה - זרזים המחמצנים HC ו CO ל H2O ו CO2.
2. רודיום - זרז המחזר NOX ל N2 וO2 וכתוצאה משחרר את החמצן ומאפשר לו להתרכב לCO2 ול H2O.
3. סיריום - המאחסן חמצן לחימצון עתידי של פחמימנים.

כדי להעלות את אפקטיביות הממיר התערובת צריכה להיות באזור היחס הסוייכומטרי, כדי קודם כל להיות בטווח של פליטת מזהמים סבירה ואיזון יחסי בכמויותיהם
וגם במטרה לאפשר קפיצה מתמדת בין תערובת ענייה לעשירה, אחרת יעילות הממיר יורדת בצורה מורגשת.

בפשטות , הממיר "משלים" את הבעירה של הפחממנים ומנטרל תחמוצות חנקן רעילות.
הממיר זקוק לקפיצה בין תערובת ענייה לעשירה כדי "לחמצן" את תוצרי הפחממנים שלא התחמצנו במלואם בבעירה.
אותה קפיצה בין התערובות היא קודם כל מחוייבת המציאות משום שכל נסיון להצמד לתערובת הסטוייכ יראה כגל סינוס בין תערובת ענייה ועשירה,
ובנוסף הצורך נובע ממבנה הממיר - המחזר NOX בתערובת ענייה , אשר ברגע שתערובת הדלק הופכת עשירה( וגם בזמן התערובת הענייה ) ניתן בעזרתו לחמצן את הפחמימנים.
הממיר מפרק ("מחזר") את הNOX לחמצן וחנקן בלתי מזיקים ומחבר את אותו חמצן לפחמימנים שלא נשרפו במלואם וכך מנטרל אותם לתוצרים בלתי מזיקים מ- HC ו CO לCO2 ו H2O.



בתערובת ענייה מעט אוגרים חמצן מפירוק הNOX (ניתן גם ללכוד NOX ולחזר אותו מאוחר יותר בסוג ממירים אחר) ואז מחמצנים בעזרתו תוצרים של תערובת עשירה המגיעה בהמשך.
הקפיצה מאפשרת לממיר בעצם לפרוק את החמצן מתחמוצת החנקן(ניטרול ה-NOX )ולאגור אותו, ובכך "לטעון את עצמו בחמצן" שיתרכב בעתיד עם התערובת העשירה וינטרל את מזהמיה , צורת עבודה זו תורמת לניצול מקסימלי של פעולת הממיר משום שהיא קודם כל מבטלת מזהם אחד ואז בעזרתו מבטלת מזהם שני.
קפיצה זו היא לא בגדר חובה אלה רק מגדילה את יעילות הממיר ,הוא יעבוד בכל מקרה בכל יחס תערובת. אך היא כן גורמת להרכב פליטה העשיר בעיקר במזהם מסוג אחד ולפחות "עירבוביה".
בשורה התחתונה- בידול יחסי זה בין התערובות , בעצם מאפשר שליטה על כל מזהם "בנפרד" - שיטה יעילה יותר.
כמובן שבכל תערובת יופיעו כל סוגי הגזים והממיר הקטליטי "מטפל" בכולם כל הזמן , ללא קשר לתערובת.
הפלטינה והפלדיום מחמצנים את הפחממנים עם חמצן חופשי הנמצא באגזוז , הרודיום מחזר את תחמוצות החנקן- לחנקן וחמצן המתרכב עם הפחמימנים החופשיים באגזוז והסיריום אוגר חמצן לחימצון אותם פחמימנים כאשר התערובת בממיר עשירה בפחמימנים, במטרה להעלות את יעילות הממיר.

התוצאה של תהליך זה הוא ניטרול הדדי בין המזהמים - מה שמוריד פלאים את כמות המזהמים הסופית היוצאת מהאגזוז.


יחס דלק/ אויר - הכי יעיל/חסכוני ? הכי חזק? הכי נקי?

עד עכשיו דיברנו על תהליך השריפה והשפעת יחס הדלק על זיהום האויר ולבסוף... על החובה של מערכות ההזרקה לעמוד בתקנים , מידע זה הכרחי בכדי להבין את צורת הפקת הכוח של מנוע הבנזין ואת האילוצים הגורמים למערכת ההזרקה הסטנדרטית לספק ביצועים נמוכים יותר בכל הקשור בהספק ומומנט.
מעתה והלאה חדל סדר כימיה ותחילת סדר "טיונינג" ( טוב בעצם עוד טיפל'ה טיפל'ה כימיה , אתם סוחבים? ).

הלכנו מספיק סחור סחור אז ניגש ישר לעניין , אותנו מעניין איך מגיעים ליחס דלק / אויר שמייצר הכי הרבה כוח.

בכותרת מוצגות שלוש שאלות להן תשובות תיאורטיות מאוד , תיאורטיות ומעשיות - שונות לגמרי אחת מהשניה.




תיאורטית מאוד -
בעולם בו מתקיימת בעירה מושלמת במנוע בעירה פנימית היחס הסוייכומטרי הוא התשובה לכל השאלות.
מהסיבה הפשוטה שפשוט כל הדלק מתחמצן במלואו , אין הפסדים ואין בעירה לא מושלמת , כל חלקיק של דלק מחומצן עד תום.
תוצרי הפליטה נקיים ומאוזנים לגמרי - הכי נקי.
חימצון הדלק נעשה באופן מלא - הכי יעיל - הכי חזק.

תיאורטית -
מכיוון שאין לנו בעירה מושלמת אנחנו נאלצים להתחיל ולהפריד את כל הקטגוריות.

הכי יעיל - כדי להיות הכי יעילים אנחנו צריכים לשרוף כל פיסת דלק במלואה ולהרוויח את כל "הערך הקלורי" שלה , כלומר לחמצן את הדלק באחוזים גבוהים ביותר.
דבר זה קורה רק כאשר הצילינדר רווי בחמצן ביחס לכמות הדלק , אך לא רווי מידי בכדי לבזבז אפשרות לחימצון מלא של עוד כמה חלקיקי דלק( בזבוז פוטנציאל פעימת העבודה ) ומהצד השני לא עשיר מידי בדלק בכדי לגרום לביזבוז מיותר של דלק שלא נשרף עקב הבעירה הלא מושלמת - היחס מתאזן כפי שניתן לראות באיור באזור ה1-1/15.5.
מה שאנו רואים פה הוא בעצם שבעקבות הבעירה הלא מושלמת ,כדי להבטיח בעירה של רוב רובם של חלקיקי הדלק יש לגרום לתערובת ענייה מעט מהסטוייכ ( לספק יותר חמצן כדי להעלות את הסיכוי שהוא יפגש עם הדלק ).
יחס זה גורם להתחממות יותר גדולה של המנוע למרות הירידה בכוח - הסיבה לכך היא כמות החום ביחס לכמות הדלק , אשר לו תפקיד כסופג חום בתא השריפה.
התחמצנות מלאה יותר של מימן ופחמן בתערובת ענייה יוצרת הרבה יותר קלוריות ביחס לכמות הדלק משום שהבעירה יותר יעילה ויותר מלאה.
במספרים - בעירה של חלקיק פחמן והפיכתו לפחמן חד חמצני ( CO )בבעירה דלת חמצן משחררת כ- 26.5 אלף קלוריות ( בקירוב, קלוריה היא אמת מידה לאנרגיה ), בעוד חימצונו של הפחמן לפחמן דו חמצני (CO2 ) משחרר כ94 אלף קלוריות. ובתערובת ענייה יש יותר CO2.
( המימן משחרר בהתרכבותו למים - כ68.5 אלף קלוריות , נמוך מהפחמן בהתרכבותו לCO2. אך חלקיק המימן קטן בהרבה - כלומר בעירתו יעילה יותר ולכן הוא דלק "יותר טוב". לידע כללי התרכבות כימית של פחמימן למטרת יצירת אנרגיה לא חייבת להיות תגובה עם חמצן, אך אז היא לא תוגדר כ"בעירה".)
כמובן שעצם העובדה שבתערובת זו נשארים פחות חלקיקים לא שרופים גם לא תורמת לקירור המנוע.
כלומר יש תפוקת חום מקסימלית ביחס לכמות הדלק , אין הרבה דלק שיקרר את המנוע וגזי הפליטה חמים ביותר משום שאין בהם חלקיקים "קרים" לא שרופים - לכן המנוע מתחמם.



הכי נקי - אין בכלל ספק - יחס סטוייכומטרי , הרי הוא נקבע בעיקר ע"פ פרמטר זה, אין מה להרחיב, הגרפים מדברים בעד עצמם.

הכי חזק - כבר מרגישים בבית , רוצים דלק והרבה דלק ועוד דלק , ואם אפשר גם עוד קצת דלק בצלוחית בצד ואם ניתן אז גם תארוז לי עוד קצת דלק TAKE AWAY....אההה ואני גם מגדיל בשקל תשעים.



פה יש לנו בדיוק ההפך מ"הכי יעיל" - במטרה לייצר כמה שיותר לחץ בצילינדר אנחנו צריכים לנצל את החמצן בצילינדר במלואו , כלומר כל מולקולת חמצן שנכנסה לצילינדר צריכה "להפרות" ולחמצן בנזין.
בעוד במצב "הכי יעיל" אנחנו מחמצנים את רוב רובו של הדלק + משאירים עודף במטרה לנצל את הדלק במלואו ( אנרגיה פר כמות דלק ), פה אנחנו מנסים לנצל את כל המילוי הנפחי של הצילינדר למטרת הפקת כוח ( אנרגיה פר פעימת עבודה ) ולאו דווקא למטרת ניצול הדלק , בעצם מקריבים כמה חלקיקי דלק מיותרים במטרה לנצל את כל החמצן.
ככל שיותר בנזין יתחמצן במלואו נקבל יותר כוח , בגישה זו כל חמצן שישאר חופשי בצילינדר הוא בזבוז ויכולנו לדחוף עליו עוד חלקיק בנזין ולייצר עוד אנרגיה.
שוב , בכדי להגיע למצב זה הבעירה הלא מושלמת מאלצת אותנו לעבור על היחס הסטוייכמטרי ולהכניס יותר דלק מהחמצן היכול לחמצן אותו לגמרי באותו הרגע.
דבר המוביל להתכלות של רוב רובו של החמצן בצילינדר אך משאיר עודפים של דלק לא שרוף ופחמן חד חמצני, מסיבה זו ומהסיבה שמשתמשים ביותר דלק מלכתחילה - תערובת זו פולטת תוצרי פליטה "קרים" יותר ומקררת את המנוע, אך עם זאת יש לזכור שהיא מפעילה יותר לחץ על חלקי המנוע , מה שמתורגם בסופו של דבר לחום.
פר פעימת עבודה תערובת זו יוצרת יותר אנרגיה.
פר כמות דלק - היא לא מנצלת את הערך הקלורי שלו באחוזים גבוהים.
היחס התיאורטי למקסימום תפוקה של כוח מתאזן באזור ה13.3.
יחס עשיר יותר יגרום לבעירה חלקית גדולה מהרצוי , לירידה בעוצמת המנוע ועליה חדה בצריכת הדלק ופליטת המזהמים.

מעשית - השינוי היחידי שמבוצע פה בפועל מהמצב התאורטי הוא כתוצאה מחום ודטונציות , דהיינו תוספת דלק במטרה לקרר את הבעירה והמנוע ולמנוע דטונציות.
הדבר מתבטא בעיקר בהעלאה של יחס הדלק לביצועים מקסימליים לאזור ה1 / 1.12.6,
פשוט כי לא ניתן לעמוד ביחס "טוב" יותר מבלי לסבול מחימום יתר ודטונציות, אילוצים...



יחסי התערובת המתוארים מעלה משתנים בין מנוע זה לאחר ובין מנועים שונים מאותו הדגם , מסיבה זו כל מנוע זקוק לכיוון אינדיבידואלי במטרה להגיע ליעדים הנדרשים.

עד כאן להפעם...בפעם הבאה נראה כיצד אנחנו מגיעים לטיונינג אידיאלי של המנוע?מהם האילוצים של המערכת המקורית?
ולמה המחשב ומערכת ההזרקה המקורית לא יכולים לספק לנו אותו בלחיצת כפתור?

מקווה שנהנתם
ים סוסנה

נערך לאחרונה על ידי ים סוסנה, 30-01-11 בשעה 15:37-24.
ים סוסנה לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 21-02-10, 07:43-24   #12
RM125
Guest
 
הודעות: n/a
ברירת מחדל

ווואו
מי כתב את כל זה?
יפה מאוד כמובן לא קראתי הכל.
אבל מה שקראתי היה יפה מאוד.
  הגב עם ציטוט
ישן 22-04-10, 23:15-24   #13
albafmx
נזימאי
 
תאריך הצטרפות: 13-03-10
הודעות: 23
ברירת מחדל

+1 לדעתי מאמרים מאוד יפים .. מוסבר טוב מאוד .,,
כל הכבוד
__________________
RMX50 רוכב על קטן כמו גדול
albafmx לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 22-04-10, 23:58-24   #14
טוני סיבשווילי
נזימאי
 
הסמל האישי שלטוני סיבשווילי
 
תאריך הצטרפות: 21-09-08
הודעות: 2,424
ברירת מחדל

ים גבר תודה רבה עזרת לי מאוד זה היה ממש חשוב לי לשיעורי מכונאות לקבל עוד ידע מהצד ולשאול את המורה עוד כמה שאלות ושיסביר לי את זה בטיפה יותר פירוט...
תודה אחי נהנתי לקרוא...
__________________
טוני סיבשווילי.
רוכב בחסות :
א.ד סייקלס - יבואנית :
Jett MTB
ODI
No Fear
וחנות אופניים מקצועית
TSD Bikeshop - שוקן 2 ת''א
טוני סיבשווילי לא מחובר   הגב עם ציטוט
ישן 24-07-11, 19:34-24   #15
MAOR888
נזימאי
 
תאריך הצטרפות: 21-07-11
הודעות: 28
ברירת מחדל

אחי אני שמח שעוד אנשים מביינים בתחום השיפורים כל הכבוד !!
MAOR888 לא מחובר   הגב עם ציטוט
תגובה

הגדרות אשכול חפש באשכול זה
חפש באשכול זה:

חיפוש מתקדם
אפשרויות הצגת נושא

חוקי משלוח הודעות
אתה לא רשאי לכתוב הודעות
אתה לא רשאי לענות להודעות
אתה לא רשאי להוסיף קבצים
אתה לא רשאי לערוך הודעות

BB code is פועל
סמיילים הינו פועל
קוד [IMG] הינו פועל
קוד HTML הינו כבוי
קפיצה לפורום


כל הזמנים הם GMT +3. השעה כרגע היא 03:26-24.


מופעל על: vBulletin Version 3.7.3
Copyright ©2000 - 2019, Jelsoft Enterprises Ltd.