Transmisia principala si angrenaje

Transmisia principala cu angrenaj melc-roata melcata pot fi:
- cu melcul dispus sub roata melcata, (la unele autobuze, se asigura o coborare a planseului si imbunatatirea accesului pasagerilor).
- cu melcul dispus deasupra rotii melcate (permite marirea capacitatii de trecere a automobilului si micsorarea unghiului de inclinare al transmisiei principale).

Avantajele transmisiei principale cu melc-roata melcata: 
- gabarit redus si greutate mica,

- rapoarte de transmitere mari,
- functionare silentioasa.

Dezavantajele transmisiei principale cu melc-roata melcata: 
- randamentul scazut,
- ungerea deficitara
- costurile ridicate.

Prima treapta este formata din perechea de roti conice, iar cea de a doua treapta este formata din perechea de roti cilindrice. Arborele intermediar, solidar la rotatie cu rotile dintate se sprijina in carter prin doi rulmenti cu role conice.
Reglarea angrenajului se face pentru pinionul dintre capacele si carterul transmisiei principale.
La unele constructii, treapta a doua este organizata sub forma unui mecanism planetar.
Aceasta solutie conduce la obtinerea unor dimensiuni de gabarit mici pentru cea de a doua treapta, creand posibilitatea montarii acesteia direct in butucul rotii motoare.
Elementul conducator al mecanismului planetar este roata dintata cu dantura interioara, care primeste miscarea de la angrenajul conic prin carcasa.
Elementul condus il constituie bratele portsatelit, solidare cu carcasa a diferentialului.
Rolul elementului fix este indeplinit de roata baladoare, coaxiala cu arborele planetar, care prin dantura de cuplare se solidarizeaza la rotatie cu carterul transmisiei principale.
Mecanismul planetar poate functiona ca mecanism reductor cand raportul de transmitere este i=1+Z3/Z9 >2, sau blocat cand i=1.
Deplasarea axială a rotii se face cu ajutorul mecanismului de actionare.
Solutia este complicata din punct de vedere constructiv, insa prezinta avantajul compactitatii.

Transmisia principala

Transmisia principala  

Transmisia principala are rolul de a multiplica momentul motor primit de la transmisia longitudinala si de a-l transmite prin intermediul diferentialului, arborilor planetari dispusi, in majoritatea cazurilor, sub un unghi de 90º fata de axa pinionului transmisiei principale. In cazul dispunerii transversale a motorului automobilului, transmisia principala trebuie sa transmita momentul motor intre arbori avand axele paralele.

Clasificarea transmisiilor principale: 

- transmisii principale simple realizeaza raportul de transmitere i0 printr-un singur angrenaj.
- transmisii principale duble realizeaza raportul de transmitere i0 prin doua angrenaje inseriate.
- transmisii principale complexe realizeaza dupa necesitati doua rapoarte de transmitere: i01 si i02.

Constructia transmisiei principale 

La transmisiile principale simple si la primul angrenaj al transmisiilor principale duble sau complexe se utilizeaza angrenaje cu roti dintate conice, hipoide sau melc-roata melcata.
Dintre tipurile de danturi ale rotilor conice cea mai mare raspandire o au angrenajele conice cu dantura curbata.

Avantajele danturii curbate, fata de celelalte tipuri de danturi:  

- pentru rapoarte de transmitere egale poate avea dimensiuni de gabarit de pana la de doua ori mai mici (numarul minim de dinti ai pinionului poate fi redus la 5-6 fata de minimum 13 la celelalte doua tipuri),
- la dimensiuni egale suporta incarcari mai mari datorita maririi numarului de dinti aflati simultan in angrenare,
- intre dintii pinionului de atac si cei ai coroanei are loc un contact progresiv, in acest fel eliminandu-se socurile si determinandu-se o sporire a durabilitatii si o diminuare a zgomotului.

Dezavantajele danturii curbate constau in: 

- costul ridicat fata de celelalte tipuri prin complicitatea tehnologiei de fabricatie,
- necesitatea unor reglaje precise la montare,
- ungere pretentioasa pentru reducerea frecarilor mai mari dintre dinti.

Din categoria angrenajelor conice cu dantura curba fac parte si angrenajele hipoide.
Angrenajele hipoide au capatat o larga raspandire datorita angrenarii line si incarcarilor mari care le poate suporta.
Din cauza frecarilor suplimentare ce apar pe flancurile dintilor, pierderile din frecare sunt mai mari iar temperatura de functionare mai ridicata. Acest dezavantaj poate fi diminuat printr-un rodaj prealabil si reglare precisa.
Deplasarea hipoida a axei pinionului de atac fata de axa coroanei dintate poate fi facuta in 2 variante:
- varianta “a” determina coborarea centrului de greutate al automobilului.
- varianta “b” determina o marire a distantei minime fata de sol.

Eliberari certificate si placi cu numere de inmatriculare

Eliberari certificate si placi cu numere de inmatriculare

Placute de inmatriculare "la rand"
Placute de inmatriculare "preferentiale"
Placute de inmatriculare "temporare"(leasing)

Acte necesare:

1. Act de identitate.
2. Dovada de achitare a placutelor cu numere de inmatriculare (chitanta -original).
Chitanta va ramane la proprietar.

NOTA:

In cazul in care detinatorul persoana fizica nu se potate deplasa la ghiseu este necesara o procura notariala insotita de actul de identitate.
In cazul persoanelor juridice este necesara si o delegatie din partea unitati impreuna cu actul de identitate al delegatului.


Preschimbarea certificatului de inmatriculare

Acte necesare:

1. Acte de identitate ale solicitantilor in original si copie Xerox.
2. Cartea de identitate a vehiculului (in original).
3. Fisa de inmatriculare. La rubrica observatii se vor trece seria si numarul actului de identitate, codul numeric personal si semnaturile proprietarului (stampilata in cazul persoanelor persoanelor juridice). Fisa de inmatriculare se gaseste la societatile comerciale de prestari servicii aflate in apropiere de Directia Generala de Evidenta Informatizata a Persoanei sectorul Regim Permise de Conducere si Certificate de Inmatriculare si se completeaza prin dactilografiere.
4. Vechiul certificat de inmatriculare.
5. Chitanta de plata a contravalori certificatului de inmatriculare in original (26,50 RON).
In cazul societatilor comerciale este indicat o copie xerox pentru propriul departament de contabilitate.


Eliberarea certificatului de inmatriculare (in urma modificarilor unor date despre proprietar sau vehicul)

Acte necesare:

1. Acte de identitate ale solicitantului, original si copie Xerox.
2. Cartea de identitate avand aplicata folia de secretizare. Folia de secretizare se aplica de catre R.A.R.
3. Fisa de inmatriculare completata prin dactilografiere si semnata de proprietar (stampilata in cazul persoanelor juridice). Pentru modificarile la care se refera la schimbarea domiciliului in cadrul aceluiasi judet sau la schimbarea motorului cu un altul de o capacitate cilindrica diferita, fisa va fi vizata de organele fiscale. Fisa de inmatriculare se gaseste la societatile comerciale de prestari servicii aflate in apropiere de Directia Generala de Evidenta Informatizata a Persoanei sectorul Regim Permise de Conducere si Certificate de Inmatriculare.
4. Chitanta de plata a contravalorii certificatului de inmatriculare (CEC/BCR - 26,50 RON - in original). In cazul societatilor comerciale este indicata o copie xerox pentru propriul departament de contabilitate.
5. Vechiul certificat de inmatriculare.
6. Documentul care atesta modificarea datelor fata de cele inscrise in vechiul certificat de inmatriculare :
- actul de identitate pentru modificarea datelor persoanelor fizice, nume, prenume, domiciliu.
- cartea de identitate a vehiculului avand inscrisa de catre R.A.R.modificarile privind vehiculul (altele decat schimbarea caroseriei / sasiu).
- adresa din partea persoanelor juridice insotita de documente justificative privind modificarea denumiri/sediului sau formei de organizare.

Constatare amiabila in caz de accident

Totul despre constatarea amiabila

Este o procedura utilizata in majoritatea statelor UE (de la 1 iulie 2009 si in Romania) prin care in caz de accident soldat doar cu daune minore, cei implicati au posibilitatea sa completeze in comun un formular tipizat prin care constata amiabil cele intamplate.

Atentie ca definitia unui accident soldat doar cu daune minore difera in functie de legislatia tarii pe teritoriul careia s-a produs evenimentul.

In Romania, procedura se aplica numai cand sunt intrunite concomitent urmatoarele conditii:
  - s-a produs un accident soldat doar cu daune materiale (fara vatamari corporale),
  - accidentul nu a avut cauza consumul de alcool sau droguri,
  - sunt implicate maxim doua autovehicule si care au RCA valid la data evenimentului,
  - din accident nu au rezultat daune si la alte structuri (garduri, stalpi, etc.),
  - accidentul a avut loc pe teritoriul Romaniei.

Principalele avantaje sunt:
  - se economiseste timp si stres, evitand drumurile si birocratia institutiilor publice (cu formularul tipizat completat se merge direct la companiile de asigurari care preiau rolul de organ constatator detinut pana acum exclusiv de Politie).
  - timpul necesar obtinerii autorizatiei de raparatie este mult redus.
  - se elimina sanctiunea contraventionala (atat amenda cat si suspendarea permisului de conducere) singurul inconvenient poate fi marirea de catre asigurator a primei de asigurare pentru urmatorul an.

Constatare amiabila formular

Puntea spate generalitati

Destinatia puntilor din spate

Puntea din spate are rolul de a prelua toate fortele si momentele ce apar in centrul rotilor din spate ale automobilului si de a le transmite cadrului sau caroseriei prin intermediul elementelor elastice ale suspensiei si ale mecanismului de ghidare al rotilor.

Conditiile impuse puntii din spate sunt: 
- sa aiba dimensiuni de gabarit cat mai mici in special pe verticala pentru a asigura o valoare cat mai mare a garzii la sol a autovehiculului,
- sa fie usoara, contribuind in acest fel la micsorarea maselor nesuspendate ale automobilului si la imbunatatirea confortabilitatii,
- sa prezinte solutii tehnologice simple si costuri reduse,
- sa asigure o durata mare de functionare, intretinere usoara si siguranta in functionare,
- puntile motoare din spate trebuie sa asigure adaptarea fluxului de putere al motorului la conditiile de deplasare, necesare obtinerii unor calitati de consum si dinamice optime,
- sa asigure functionarea normala si silentioasa a mecanismelor componente.

Clasificarea puntilor din spate: 
Dupa modul de organizare al automobilului:
- punti din spate motoare, 

- punti din spate nemotoare. 

Puntile din spate motoare asigura transmisia fluxului de putere al motorului de la transmisia longitudinala, sau cutia de viteze la rotile motoare.

După tipul mecanismului de ghidare:
- punti din spate rigide,
- punti din spate articulate. 

La puntile rigide (sau punti de oscilatie dependenta a rotilor), variatia sarcinii verticale la una din roti influenteaza si pozitia celeilalte roti, fara a se modifica pozitia relativa dintre ele.
La puntile articulate (sau punti cu oscilatie independenta a rotilor), variatia sarcinii verticale la una din roti determina modificarea pozitiei relative dintre rotile puntii.

Puntile cuprind urmatoarele mecanisme: 

-transmisia principala,
-diferentialul,
-arborii planetari,
-butucul rotii. 

Sistemul de directie actionat electric ESP

ESP - Electric Steering  Power - istoric

Prima caseta de directie se presupune ca a fost inventata in anii `20, de catre Klara Gailis si George Jessup in Waltham, Massachusetts, USA.
Oficial prima caseta de directie a fost patentata in 1932 de catre Francis W. Davis, inregistrata de US Patent Office.
Un alt inventator, Charles F. Hammond este inregistrat cu aceiasi inventie de catre Canadian Intellectual Property Office in 1954.
Chrysler Corporation introduce pe piata prima caseta de directie in 1951 in dotarea automobilului Chrysler Imperial.

Clasificare:
- sisteme hidraulice,
- sisteme electro-hidraulice,
- sisteme electrice (ESP).

Componentele sistemului ESP:- senzor de viteza al rotii, 

- senzor pt determinarea pozitiei volanului, 

- senzor pt detectarea acceleratiei laterale, 

- ECU (Electronic Control Unit), unitatea de control electronic, 

- motor, 

- senzor de presiune, 

- unitate hidraulica. 

Moduri de operare: 
- modul de control “normal” care gestioneaza semnalele de intrare cu privire la sensul de rotatie a arborelui,
- modul de control “return” care cotroleaza revenirea volanului la pozitia initiala dupa o virare,
- modul de control “damper” care in functie de viteza rigidizeaza mai mult sau mai putin directia.

Aproape orice vehicul dotat cu ESP permite decuplarea acestuia de la un buton, becul-martor fiind aprins in acest caz permanent.

Avantaje:
- permite controlul si stbilitatea unei masini in timpul unor manevrari critice si corecteaza posibilele supravirari si subvirari,
-alaturi de alte sisteme de siguranta , confera soferului o siguranta sporita la volanul automobilului.

Dezavantaje: 
-pretul inca mare al sistemului,
-lipsa informatiilor pentru marele public fac ca raspandirea sistemului sa nu fie semnificativa.

Sisteme alternative la ABS

Sistem EHB 

Senzorul de pe pedala de frana comunica efortul la pedala unei unitati electronice de control, informatia este transmisa unui modulator ce monitorizeaza presiunea de franare a fiecarei roti.

Avantaje: greutate redusa, reducerea fortei de apasare pe pedala, reactie rapida (reducerea distantei de franare).

Sistem EMB 

Franare creata de motoare electrice usoare si compacte montate chiar pe roata alimentate de o unitate independenta de acumulatori.

Sistem EDL (Electronic Differential Lock)

- inlesneste accelerarea si urcarea vehiculului pe o panta abrupta in conditii nefavorabile.
- functioneaza total automat, soferul nefiind obligat sa actioneze nici un buton de pe bordul masinii.
- foloseste ca elemente de preluare a informatiilor senzorii sistemului ABS.
- reduce turatia rotii care patineaza prin actionarea ABS-ului asupra acestuia si in consecinta prin diferential aplica o forta de tractiune mai mica pe roata cealalta.

Carburatoare cu comanda electronica injectia monopunct

Rolul esential al unui carburator este acela de a asigura formarea amestecului aer combustibil, iar dozajul acestuia este precizat de raportul debitelor celor două fluide. Modificarea acestui raport se obtine in mod firesc prin variatia unuia din aceste debite. Din acest punct de vedere, sistemele moderne de carburatoare cu comanda electronica pot fi grupate in doua mari clase: 

Carburatoare cu corectia dozajului prin controlul debitului de aer 

- carburatoare care asigura corectia dozajului prin controlul debitului de combustibil utilizand: modulator de vid (GM, Ford), supape electro-magnetice (GM, Ford, Solex, Weber si AMC), sau prin variatia presiunii in camera de nivel constant (Ford).


Carburatoare cu corectia dozajului prin controlul debitului de aer 

Sistemul Pierburg-Bosch 

Sistemul denumit Ecotronic (BMW 316, 518), a fost initiat in ideea pastrarii avantajelor de baza ale carburatorului clasic (constructie simpla, buna adaptabilitate la motor, siguranta in functionare) completate cu cele ce decurg din utilizarea sistemului electronic de comanda. Constructia asigura o imbunatatire a functionarii motorului la regimuri tranzitorii. Astfel comanda electronica realizeaza:
- imbogatirea dozajului in regim de pornire sau de incarcare,
- imbogatirea amestecului in regim de accelerare,
- stabilizarea functionarii la mersul in gol,
- intreruperea alimentarii la mersul fortat in gol si la oprirea motorului.
Prin intermediul elementelor de executie utilizand semnalele captate de senzorii de temperatura, turatie, pozitie si presiune, blocul electronic realizeaza reglarea functionarii in "bucla inchisa" a injectiei de benzina.

Sistemul Mono-Jetronic-Bosch, SIEMENS SPI 

Un alt sistem asemanator din punct de vedere functional este promovat de firma Siemens (tot cu injectie centrala si reglaj prin pozitia obturatorului).
Este realizat un amestec aer combustibil omogen care se distribuie catre cilindrii motorului in ordinea in care acestia se succed la aprindere. Recunoasterea de catre sistem a starilor functionale la sarcina totala si mers in gol este posibila prin traductorul de pozitie unghiulara a obturatorului si prin traductorul de turatie.
Temperatura motorului este sesizata de un traductor de temperatura montat in circuitul de racire a motorului, iar pentru corectia compozitiei amestecului in functie de densitatea acestuia este utilizat un traductor de temperatura a aerului . Dozarea amestecului este comandata de unitatea centrala ECU care proceseaza datele de intrare si emite semnale corespunzatoare catre injector.

Sistemul Chrysler 

Sistemul de injectie monopunct dezvoltat de firma Crysler USA are aceleasi caracteristici ca si varianta anterioara.
Carburatoare care asigura corectia dozajului prin controlul debitului de combustibil.

Sistemul TBI General Motors

General Motors realizeaza injectia monopunct cu ajutorul unei unitati de tip Single Point Injection.

Sistemul Weber - Ford 

Firma de echipamente de carburatie Weber in cooperare cu Ford si Motorola propune sistemul de injectie monopunct ESC-II montat pe motoarele turismelor Granada si Sierra.

Sistemul Solex Stel 

Firma Solex a dezvoltat un sistem numit STEL care integreaza trei functiuni:
- coordonarea actiunii clapetei de pornire (de aer) cu functionarea blocului de comanda la relanti,
- intreruperea alimentarii cu combustibil in cazul unor decelerari puternice (franarea cu motorul, deplasarea prin inertie a automobilului etc.) prin actionarea aceluiasi bloc de relanti,
- angajarea regimului de relanti in timpul punerii in functiune si pe durata stabilizarii la cald a motorului.

Sistemul este asistat de un calculator elec­tronic, care primeste semnale referitoare la temperatura aerului admis, turatia motorului, cuplarea aprinderii, precum si daca pedala de acceleratie este libera.
Unitatile de iesire ale calculatorului asigura actionarea supapei electromagnetice din sistemul de mers in gol (prin intermediul blocului de comanda) precum si incalzirea aerului admis in functie de temperatura mediului ambiant prin intermediul blocului de comanda.

Sistemul Eric Rover 

Firma ROVER propune, pe aceleasi principii, sistemul de injectie monopunct ERIC (Electronic Regulated Control Injection) avand urmatoarele elemente caracteristice: o supapa de combustibil amplasata in locul pompei de acceleratie, un motor pas cu pas pentru a realiza pozitia unghiulara dorita la clapeta superioara si un motor pas cu pas ce comanda clapeta de acceleratie a carburatorului la mers in gol care mentine turatia de mers in gol la un nivel constant.
Modulul electronic de comanda primeste semnale de la traductoare pentru: presiunea atmosferica, temperatura ambianta, depresiunea din colectorul de admisie, turatia motorului si temperatura lichidului de racire, comandand elementele de executie in functie de valorile optimizate, inregistrate in memorie. Pozitionarea clapetei de acceleratie asigura si intreruperea alimentarii cu combustibil a motorului.

Sisteme pentru comanda multipunct a injectiei pe benzina

Sistemul de injectie KE Jetronic 

Majoritatea echipamentelor cu comanda electronica a injectiei benzinei au fost dezvoltate de firma Bosch seria Jetronic. Sistemul KE Jetronic foloseste reglajului pneumo hidraulic inlocuieste regulatoarele de presiune mecanice cu altele comandate electronic. Blocul electronic modeleaza semnalele de comanda in functie de temperatura lichidului de racire, pozitia obturatorului si dozajul amestecului.

Sistemul de aprindere si injectie D Jetronic 

Acesta este tipul de reglaj combinat, cu injectie intermitenta, folosit pe autoturismele Wolkswagen. La pornirea la rece combustibilul nu se mai incal­zeste si de aceea la temperaturi scazute (-25 grade Celsius) se intam­pina dificultati la pornire. Pentru a evita aceasta in spatele obturato­rului este plasat un injector care asigura pornirea motorului rece chiar la temperaturi ambiante de -30 grade Celsius. Injectoarele pot fi comandate individual sau pe grupe in baza unor semnale.

Sistemul de injectie Pijet 

Firma Piper FM a elaborat instalatia de alimentare prin injectie Pijet, asistata electronic, destinata productiei de masa a autoturismelor de litraj mic si mijlociu cu pret de cost convenabil. Este o instalatie la care reglajul se face in functie de randamentul umplerii, iar injectia individuala este intermitenta.

Sistemul de injectie de benzina L Jetronic 

Reglarea cantitatii de benzina injectata pe ciclu se realizeaza ca si la KE Jetronic, in functie de cantitatea de aer aspirat de motor. In acest sens traductorul de presiune este inlocuit cu un debitmetru de aer. In varianta imbunatatita echipamentul este prevazut cu un traductor de oxigen care permite controlul riguros al formarii amestecului aer-combustibil in functie de procentul de oxigen din gazele de evacuare.

Sistemul de injectie de benzina LH Jetronic 

Sistemul LH Jetronic (Daewoo Cielo, Espero) seamana destul de mult cu precedenta varianta analizata (L Jetronic). Diferenta rezida in metoda de detectare a cantitatii de aer aspirata de motor care, la aceasta varianta, este realizata cu un debitmetru cu fir cald. Rezultatul acestor masurari este independent de masa volumica de aer, aspirat ce depinde insa de presiune si temperatura. Varianta LH Jetronic dispune de o centrala de comanda in care sunt inscrise valorile corespunzatoare unei cartografii "Dozaj/aer carburant" (spre deosebire de L Jetronic unde punctele de optim corespundeau unui reglaj "sarcina - regim". Incepand cu acest sistem (cronologic) dispare injectorul suplimentar pentru imbogatire (existent la L Jetronic), reglajul carburatiei asistata elec­tronic, fiind mult mai eficace.

Sistemul de injectie de benzina LU Jetronic

Sistemul LU/LE Jetronic este identic cu sistemele anterioare din generatia L* Jetronic dar dispune de o functie suplimentara ce face posibila formarea amestecului utilizat de motoarele alimentate cu benzina fara plumb. Acest sistem are o larga utilizare in prezent echipand un segment important din motoarele actuale. BMW (320,318,528,530), Fiat (200, Strada, Bravo-Brava), Datsun.

Echipamente pentru comanda multipunct a injectiei pe benzina

La origine, injectia electronica a benzinei a fost utilizata in special pentru cresterea performantelor de putere litrica a motoarelor. Criteriile de optimizare s-au deplasat in directia reducerii consumului, pentru ca astazi atentia principala sa fie acordata respectului fata de normele ecologice. Sensul final al utilizarii injectiei de benzina comandate electronic este dat de posibilitatea optimizarii procesului de ardere. 

Utilizarea echipamentelor de injectie multipunct a benzinei, comandate elec­tronic, determina multiple avantaje:
- pulverizarea foarte fina a benzinei la toate regimurile de functionare, in special la regimurile de sarcina si turatie redusa,
- uniformitatea sporita a dozei de combustibil pe ciclu si pe cilindru,
- cresterea gradului de umplere al cilindrilor cu 8-12%,
- cresterea puterii efective cu 10-15 % datorata imbunatatirii arderii si a umplerii, cat si posibilitatii de a lucra cu rapoarte de comprimare mai mari,
- scaderea consumului specific efectiv de combustibil cu 12-15 % prin mai buna formare a amestecului si arderii mai eficiente,
- reducerea emisiilor poluante din gazele de evacuare ca urmare a posibilitatii stratificarii amestecului si arderii amestecurilor sarace.

Specifica echipamentelor de injectie a benzinei este corelarea permanenta a debitului de benzina cu debitul de aer la toate regimurile de functionare. Costul mai ridicat al instalatiei de injectie asistata electronic, in comparatie cu sistemul de alimentare cu carburator, este un dezavantaj de obicei rapid amortizat prin exploatarea autovehiculului.

Sistemele de gestiune, comanda si reglaj electronic utilizate in structura echipamentelor de injectie a benzinei sunt compuse in general din cinci grupe de elemente distincte:
- traductoare pentru culegerea si transformarea diferitelor marimi fizice in semnale electrice analogice,
- unul sau mai multe microprocesoare care constituie structura de baza a microcalculatorului in care se realizeaza memorarea, compararea, coordonarea informatiilor de stare si emiterea semnalelor de comanda,
- unul sau mai multe elemente de executie "traductoare" comandate in timp real de microcalculator,
- convertoare analog-digitale si digital-analogice pentru convertirea semnalului elec­tric necesar elementului de procesare (microcalculator) cu natura semnalului de comanda pentru elementele de executie sau transmise de traductoare,
- dispozitive de legatura si conexiune care permit circulatia semnalelor.

Principial echipamentele de injectie cu comanda electronica s-au dezvoltat din sistemele de injectie cu comanda mecanica, la care s-au inlocuit (uneori) injectoarele mecanice cu cele electromagnetice si s-au introdus dispozitive de sesizare si unitati electronice de comanda a deschiderii injectoarelor si reglare a duratei deschiderii acestora.

Sisteme combinate de aprindere si injectie de benzina

Sistemul de aprindere si injectie WEBER PT (IAW) 

Produs de firma Weber in cooperare cu firma Marelli acest sistem imbina sub coordonarea aceleasi unitati numerice atat comanda aprinderii cat si pe cea a injectiei. Ca urmare a integrarii celor doua sisteme este nevoie de un singur set de senzori (comuni pentru cele doua sisteme) un singur cablaj, si o singura unitate de comanda.

Sistemul de aprindere-injectie LUCAS

Firma LUCAS Electrial Systems (Anglia) produce echipamente pentru injectia intermitenta de benzina la care masurarea debitului de aer se realizeaza electromagnetic. Optional injectia poate fi simultana sau succesiva pentru diferitii cilindri ai motorului. In acest scop blocul electronic este programat sa memoreze o carac­teristica spatiala in coordonate turatie - presiune la admisiune - durata injectie.
Diagrama este conceputa astfel incat fiecarui regim functional sa i se asigure un coeficient de dozaj care sa realizeze un compromis intre parametrii de consum si poluare. Blocul electronic cu microprocesoare asigura toate functiile de alimentare si aprindere pentru toate regimurile motorului, inclusiv anularea alimentarii cu benzina la mersul in gol fortat. Reglajul la regimurile stabilizate tine seama in primul rand de realizarea consumurilor minime, electronic fiind controlate dozajul la relanti, noxele din gazele de evacuare (sonda lambda) comanda supapei de recirculare a gazelor (pentru reducerea NOx), reglajul avansului la limita de detonatie (senzor de detonatie piezoceramic) actionarea sistemului de sesizare a defectiunilor precum si a dispozitivului de autoadaptare. Blocul electronic este capabil ca in limitele capacitatii sale de memorie, sa inmagazineze caracteristica de dozare a oricarui motor, fapt care-i confera instalatiei un caracter de universalitate, favorabil pentru productia de mare serie. Instalatia Lucas dispune de un sistem autoadaptiv, motoarele ies din fabricatie respectand anumite tolerante tehnologice, corijate de sistemul electronic. In acest fel, pe de o parte fiecarui motor i se asigura o functionare optimala, iar pe de alta, precizia fabricatiei nu mai trebuie sa fie atat de ridicata pentru a produce motoare perfect identice. Sistemul poate inmagazina in memorie date privind evolutia performantelor motorului, in acest fel fiind furnizate date importante constructorului sau unitatii service. Instalatia Lucas echipează si unele modele ale autoturismului romanesc Dacia realizate pentru export.

Sistemul de aprindere şi injectie MOTRONIC 

Unul din cele mai performante echipamente de injectie-aprindere controlate electronic, realizate de Bosch si unul dintre primele aparute in sistem integrat este denumit Motronic.
O caracteristica importanta a acestui sistem este multitudinea de cartografii (programabile) tridimensionale ce pot fi analizate instantaneu. Recircularea gazelor de evacuare nu a fost implementata in Europa pana la aparitia acestui sistem.

Sistemul de aprindere injectie TOYOTA (TCCS-Toyota Combustion Control System) 

Firma Toyota propune sistemul TCCS (Toyota Control Combustion System) in vederea atingeri dezideratelor scontate: un motor nepoluant, autoguvernabil (cu reglaje adaptative extensive), cu consum mic, cu domeniu optim de functionare extins pe o gama mare de turatii, maximum de fiabilitate, moment si putere.

Sistemul de control electronic al motoarelor Diesel

Sistemele de control electronic al motoarelor Diesel pentru autovehicule au fost dezvoltate de Daimler - Benz si Bosch, si implementate in productia de serie, oferind urmatoarele avantaje:
- utilizarea aceleiasi pompe de injectie si aceleiasi unitati centrale pentru o gama intreaga de vehicule animate de motoare cu aprindere prin compresie, a caror caracteristici functionale pot fi implementate individual prin intermediul programarii memoriilor interne ale unitatii de control numeric.
- realizarea controlului ideal al caracteristicilor de functionare, ceea ce permite (printr-un eficient actuator electro-hidraulic) atingerea unor turatii stabile de relanti chiar si la 500 rpm, astfel se obtin porniri mult mai usoare, cresteri mai putin brutale de turatie (in zona turatiilor joase) reducerea consumului de combustibil si o uniformitate sporita a turatiei si scaderea nivelului de vibratii al grupului de forta.
- controlul numeric al cantitatii si presiunii motorinei injectate, acum functie si de temperatura motorului, temperatura ambianta, si temperatura combustibilului a dus la obţinerea unor caracteristici optime de pornire si la micsorarea procentului de emisii de particule de carbon (la toate regimurile).
- controlul turatiei de relanti si al turatiei maxime (RQ Control) ca si datele de reglaj pentru controlul activ al intregii game de turatii (VRQ - Variable RQ Control) sunt programate in memoria calculatorului. Un intrerupator dispus la bord ofera facilitatea conducatorului de a selecta fie controlul pentru mentinerea turatiei constante la toate regimurile (VRQ) fie, (optional) doar controlul turatiilor extreme (RQ).
- parametrii optimi de reglaj stocati in memoria calculatorului, permit utilizarea intregii puteri a motorului in orice conditii de functionare in acelasi timp emisiile de fum, hidrocarburi (HC) si monoxid de carbon (CO) sunt reduse si operatiile clasice de depoluare a gazelor de esapament, devin aplicabile.

Un astfel de sistem este implementat si pe motorul Ecotec 2,0 Dl 16V dezvoltat de firma Opel. Schema, unitatea centrala de procesare (cu intrarile si iesirile de comanda). Efectul controlului electronic al arderii (prin injectie si temperatura) asupra emisiilor poluante este deosebit, noile motoare cu aprindere prin comprimare reusind sa indeplineasca Regulamentul de protectie a mediului (USA 1991) cu privire la limitarea acestora.

Sistemul start/stop

Tehnologia start/stop de la Bosch si-a dovedit valoarea in productia de serie. De la inceputul productiei in anul 2007, compania a furnizat jumatate de milion de sisteme start/stop companiei BMW, pentru BMW si Mini. In special in traficul urban, autovehiculele dotate cu aceasta tehnologie consuma mult mai putin carburant si astfel emana mai putin CO2. Intre timp, trei alti producatori de autovehicule au decis sa utilizeze tehnologia eficienta si economica de la Bosch.

Sistemele start/stop opresc motorul cu ardere interna daca autovehiculul stationeaza - de exemplu, in blocaje de trafic sau la culoarea rosie a semaforului. In functie de autovehicul, sistemele start/stop economisesc carburant cu pana la cinci procente in ciclul NEDC (New European Driving Cycle) si, prin urmare, emit mai putin CO2. In regimul urban al NEDC, reducerea consumului si a emisiilor poate ajunge pana la opt procente. Bosch a marit considerabil numarul specificat de porniri datorate sistemului start/stop si, in consecinta, a prelungit durata de utilizare a demarorului comparativ cu unul conventional. Motorul mai puternic al demarorului electric si mecanica de cuplare imbunatatita, cu zgomot redus garanteaza pornirea sigura, rapida si silentioasa a motorului. In ciuda scopului sau functional extins, demarorul este compact si ramane foarte usor de integrat in autovehicul. Spre deosebire de celelalte tehnologii, aceasta abordare este adecvata si pentru pornirea la rece a motoarelor diesel.

Sistemele start/stop de la Bosch se bazeaza pe experienta acumulata in domeniile tehnologiei demaroarelor, transmisiei si gestionarii energiei. Pana in prezent, Bosch a vandut peste 300 de milioane de demaroare conventionale in intreaga lume. Deoarece abordarea sistemului se bazeaza in mare parte pe componentele deja existente, raportul excelent cost-beneficii este inca un argument in favoarea tehnologiei Bosch. In ansamblu, sistemul include un software de comanda care poate fi integrat in unitatea de comanda a motorului respectiv, un senzor de turatie a arborelui cotit cu electronica de evaluare si un senzor pentru acumulator. Senzorul pentru acumulator calculeaza nivelul curent de incarcare a acestuia si transmite aceste informatii sistemului de gestionare a energiei. Mai mult, pentru o functionare corespunzatoare a sistemului start/stop, Bosch furnizeaza alternatoare cu un grad ridicat de eficienta. Acestea asigura stocarea in acumulator a unui nivel de energie suficient pentru operatiile de pornire-oprire.

Sonda lambda

Precizia compozitiei necesara amestecului de combustibil nu se poate obtine decat cu un reglaj in bucla inchisa care sa informeze centrala numerica de guvernare asupra modului in care s-a desfasurat arderea in motor. Pentru acest deziderat proiectantii au realizat un senzor al compozitiei gazului esapat numit Sonda Lambda, care pentru un amestec stoechiometric (coeficientul de aer lambda =1) furnizeaza o tensiune constanta. Senzorul de oxigen poate fi asimilat unei celule electrovoltaice (tip de baterie) ce genereaza o tensiune proportionala cu diferenta concentratiei de ioni de oxigen din atmosfera, relativ la cea din gazele de evacuare.

Cand amestecul aer combustibil arde in afara zonei optime, deci cu abateri de la valoarea stoechiometrica, concentratia de ioni de oxigen se schimba in gazele de evacuare si, ca urmare, tensiunea generata de traductor se modifica.

Spre exemplu cand apare o crestere a tensiunii masurate pe sonda, unitatea centrala primeste o informatie referitoare la un amestec prea bogat si genereaza un semnal de corectie pentru micsorarea timpului de injectie, sau dimpotriva, cand semnalul de tensiune generat are o valoare mai mica, unitatea centrala genereaza un semnal corespunzator unui amestec sarac - ce mareste cantitatea de combustibil injectat in cilindru/ciclu.

Un grup important de procedee vizeaza in mod di­rect actiunea asupra gazelor de evacuare. Aceasta actiune poate fi de natura chimica (dezvoltarea unor reactii de oxidare si de reducere), de natura fizica (retinere mecanica a particulelor) sau combinata.

Sonda lambda scurt istoric

Bosch a inceput sa produca sonde lambda in serie in anul 1976. La zece ani dupa lansarea Volvo 264 in varianta pentru piata SUA, Bosch a aniversat livrarea sondei lambda cu numărul 10 milioane. Pana in 1993, aceasta cifra a crescut pana la 50 de milioane, iar pana in 2001, la 250 de milioane. In acest moment, compania produce pe plan mondial aproximativ 5.000 de sonde lamba pe ora, echivalentul a 45 de milioane de sonde pe an. Fabrica principala din Germania, de la Rutesheim, conlucreaza indeaproape cu fabricile de productie din Statele Unite ale Americii, China si Coreea. In plus, Bosch are fabrici de productie a componentelor pentru sonde lambda planare in Bamberg (Germania) si in Anderson (Statele Unite ale Americii). In acelasi timp, reteaua internationala de productie ofera livrari complementare cu ciclurile de productie ale clientilor din toata lumea.

De la o conceptie simpla la o sonda multifunctionala pentru gazele de esapament. Amplasate in amonte fata de convertorul catalitic (si, uneori, si in aval), sondele lambda masoara cantitatea de oxigen din emisiile de esapament, fiind un indicator al calitatii combustiei. Combustia completa a unui kilogram de benzina necesita aproximativ 14,5 kilograme de aer. Raportul intre aerul aspirat si volumul de aer teoretic este numit valoarea lambda. Procesele conventionale de combustie a benzinei functioneaza cu o valoare lambda de 1. Daca valoarea lambda este sub 1, amestecul este bogat si combustia este realizata in conditii de deficienta de oxigen. Daca valoarea este peste 1, are loc o combustie saraca, cu oxigen in exces, acest tip de combustie este adecvata pentru motoarele Diesel si motoarele cu aprindere prin scanteie cu amestec sarac. Datorita asa-numitei sonde de comutare, care ofera un semnal discret atunci cand combustia devine din saraca bogata, punctul stoichiometric (in care lambda = 1) poate fi setat cu precizie. Sondele cu banda larga, care ofera un semnal de masurare constant intr-o banda lambda larga, intre combustie bogata si combustie saraca, permit o reglare si mai precisa a valorii lambda = 1 sau a altor valori lambda. Sonda cu banda larga de la Bosch permite, de asemenea, inregistrarea individuala a valorilor lambda pentru fiecare cilindru. Motoarele Diesel si cele cu aprindere prin scanteie cu amestec sarac, necesita sonde cu banda larga pentru masurarea precisa a cantitatilor injectate si pentru activarea regenerarii convertoarelor catalitice cu acumulare de Nox, sau pentru recircularea gazelor de esapament.

Bosch ofera sonda adecvata pentru toate aplicatiile si toate tipurile de motoare: sonda planara LSU cu banda larga pentru motoare cu aprindere prin scanteie, Diesel si cu gaz si sonda planara LSF pentru motoare cu aprindere prin scanteie. Alte modele includ sondele-deget LSH si LSS pentru motoare cu aprindere prin scanteie. Utilizarea materialelor de inalta calitate si a tehnicilor de productie perfectionate asigura o durata de viata ridicata si o acuratete sporita a semnalului.

Tobe catalitice

Principiul de depoluare a gazelor evacuate de motorul cu ardere interna, ce utilizeaza reactorii catalitici se bazeaza pe reactiile chimice ce apar la trecerea acestora prin canalele fine de ceramica existente in tobele de evacuare. Intensitatea acestor reactii este dependenta de tipul "stratului activ, catalizator" (alcatuit din metale pretioase - platina, rhodiu, paladiu) ce captu­seste aceste canale, dozajul aer combustibil, tempe­ratura locala si continutul de oxigen al gazelor de evacuare. In aceste incinte are loc oxidarea CO (oxizilor de carbon) si a CH (hidro­carburilor ramase nearse) la CO si reducerea NOx (oxizilor de azot) la azot si apa.

Reglajul injectiei de benzina in bucla inchisa si depoluarea eficienta se realizeaza in sistem complex cu sonda lambda si reactorul cu trei cai. Deoarece temperatura optima pentru analiza gazelor este in jur de 300 grade Celsius, pentru imbunatatirea acestui reglaj s-a adoptat pentru solutia incalzirii locale cu o termorezistenta a corpului ceramic al sondei la peste 350 grade Celsius, in acest fel masurarea compusilor poluanti devine independenta de temperatura gazelor de evacuare. Alte avantaje ale sondelor lambda cu incalzire ar mai fi: eficienta la temperaturi scazute ale gazelor de evacuare (la relanti), posibilitatea de montaj a sondei lambda in orice zona a traiectoriei de evacuare, scurtarea timpului de intrare in regim a sondei de oxigen.

Circuitul de reglaj in bucla inchisa a injectiei de benzina este: in varianta motorului supraalimentat gazele de evacuare parasesc motorul trecand prin turbina agregatului de supraalimentare unde cedeaza o parte a caldurii lor. Cand motorul este rece aceasta afecteaza performantele de depolu­are ale convertorului catalitic, pentru a preveni aceasta se instaleaza in serie doua convertoare de depoluare: un prim conver­tor catalitic este instalat imediat dupa turbosuflanta, unde temperaturile gazului esapat sunt mari si deci emisiile de CO, HC, NOx pot fi prelucrate inaintea pierderii de caldura. Uneori acesta poate fi doar un convertor catalitic de oxidare, alteori de tip complex cu trei cai. Al doilea convertor realizeaza ridicarea procentului de gaze de evacuare depoluate. Sonda lambda se monteaza de regula la intrarea in primul con­vertor sau, daca poseda rezistenta de incalzire proprie, inaintea celui de al doilea convertor catalitic. 

Sisteme de control electronic al injectiei

Sistemul D-Jetronic de la Bosch

- primul sistem de injectie de benzina cu reglare electronica, montat la un automobil de serie. 

- prezentat pentru prima data in 1967, in cadrul Salonului Auto International (IAA) de la Frankfurt, fiind montat pe un model VW 1600 LE-TLE (cilindree de 1,6 litri si putere de 54 CP/39 kW).
- se bazeaza pe principiul injectiei in functie de presiunea absoluta din galeria de admisie, in functie de care se realizeaza amestecul de carburant.
- reducerea consumului de carburant si a emisiilor de gaze de esapament.

Sistemul de comanda Motronic de la Bosch pentru managementul electronic al motorului, pentru emisii de noxe reduse 
- unitatea de comanda Motronic pentru motoare Otto a fost introdusa pe piata de Bosch inca din anul 1979.
- reunirea controlului injectiei de carburant si al aprinderii intr-un singur sistem digital.
- ajuta nu numai la functionarea sigura a motoarelor, ci si la functionarea economica si ecologica a acestora.
- serveste ca platforma comuna atat pentru sistemele de comanda Diesel cat si benzina.
- permite o pregatire mai buna a amestecului benzina-aer si asigura astfel reducerea cu 15% a emisiilor de dioxid de carbon.
- poate fi adaptat si la combustibili alternativi
- efectueaza peste 8000 de operatiuni pe secunda in ceea ce priveste parametrii de injectie si aprindere pentru fiecare ciclu de ardere si pot astfel sa adapteze conditiile de exploatare la dorintele soferului.
- poate presupune si integrarea unor functii suplimentare: reglarea presiunii turbocompresorului, reglarea defazarii axelor cu came, prelucrarea ulterioara si complexa a gazelor de esapament, reglarea vitezei de deplasare prin intermediul unui regulator electronic ca si sistemul electronic antidemaraj si autodiagnoza prin intermediul instrumentului OBD.
- este posibilă actionarea unor sisteme de siguranta: sistemul de reglare antiderapaj (ASR) si programul electronic de stabilitate (ESP) in managementul motorului, pentru imbunatatirea sigurantei active.

Aprindere electronica

Avantaje: 
- precizia comenzii aprinderii independent de durata de exploatare
- absorbtie minima de curent la regimuri joase ale motorului
- minima variatie a energiei si tensiunii secundare in functie de temperatura ambianta, tensiunea de alimentare si turatia motorului
- tensiune inalta in circuitul secundar ce asigura aprinderea amestecului in conditii dure de functionare
- timpul de descarcare al scanteii mai mare
- posibilitatea de a functiona cu regimuri mai sarace de combustibil
- intreruperea consumului de curent prin bobina cand cheia este in contact si motorul este oprit
- usurarea pornirilor si demarajelor la rece chiar cu tensiuni ale bateriei aproape de 6V.

Sisteme de aprindere cu control integral cu microprocesor si microcontroler 

Functii suplimentare fata de sistemele clasice: 
- controlul digital al avansului
- detectia detonatiei cu ajutorul unui senzor accelerometric (traductor de detonatie)
- reducerea avansului la aparitia detonatiei si revenirea, in regim adaptativ, la avansul optim
- deschiderea supapei de supraalimentare (over boost) la aparitia detonatiei in vederea micsorarii presiunii din camera de ardere
- micsorarea avansului la schimbarea treptei de viteza (pentru reducerea socului mecanic resimtit in transmisie)
- reducerea avansului la mersul fortat in gol chiar pana la (si dupa) PMS
- deschiderea supapei de recirculare a gazelor arse la mersul fortat in gol
- adaptarea optima a avansului la apasarea brusca a pedalei de acceleratie
- adaptarea avansului cu regimul termic al motorului
- corelarea avansului cu tipul de combustibil folosit
- modificarea avansului functie de tensiunea bateriei
- diagnosticarea rapida cu tester specializat
- asigurarea unui regim de avarie la defectarea unitatii de comanda.

Senzori si aplicatii

Controlul puterii motorului
- variatia pozitiei pedalei de acceleratie cunoscuta prin variatia momentului la axul motorului sau prin variatia presiunii gazelor
- presiunea gazului poate fi masurata prin intermediul unui traductor cu membrana de silicon si elemente piezorezistive. Elementele piezorezistive produc, in urma variatiei de presiune, un potential electric, sunt sensibile la modul de aliniere. Utilizarea a patru asemenea elemente intr-un singur traductor face posibila formarea unei punti Wheatstone - tensiunea de iesire direct proportionala cu variatia presiunii.

Controlul aprinderii
- controlul in bucla inchisa a aprinderii in scopul reglarii momentului aprinderii cand s-a obtinut amestecul corect de oxigen si vapori de combustibil (se realizeaza o ardere completa - economie de combustibil, reducerea noxelor).
- element de referinta - pozitia arborelui cotit.
- se folosesc senzorii pe baza efectului Hall.
- o solutie mai eficace dar mai scumpa, agreata in Uniunea Europeana, este utilizarea convertoarelor catalitice pentru reducerea poluarii.
- pentru sesizarea pozitiei arborelui cotit se utilizeaza senzori cu reluctanta variabila, amplasati deasupra unei roti dintate, la o distanta de 0,6 mm. La trecerea dintilor prin dreptul senzorilor se produce modificarea fluxului magnetic - o tensiune electromotoare la iesire, in functie de care se calculeaza viteza rotii.
- utilizarea senzorilor Hall: acuratete mai mare, distanta mai mare intre roata si senzor, detectarea vitezelor foarte mici.

Controlul debitului de aer
- masurarea debitului de aer prin galeria de aspiratie este importanta in controlul arderii combustibilului,
- se realizeaza cu ajutorul unui contor cu paleta,
- deplasarea masei de aer prin conducte are ca efect oscilatia unei palete legata de cursorul unui potentiometru, tensiunea obtinuta la bornele potentiometrului este proportionala cu deplasarea paletei,
-se mai utilizeaza anemometre cu fir cald, la care un fir de platina este incalzit si expus curentului de aer din conducte.

Accelerometre 
- masoara fortele verticale si orizontale rezultate in urma acceleratiei.
- aplicatii: controlul suspensiilor, franelor, sistemului de directie si airbag,
- se utilizeaza senzori pe baza de cristale piezoelectrice si/sau accelerometre servo,
- deplasarea unei mase "m" cu miscare accelerata, este sesizata de un sistem optic, pentru a anula aceasta deplasare se aplica o forta de reactiune,
- curentul electric necesar pentru producerea acestei forte este proportional cu acceleratia,

Senzori pentru deplasari unghiulare
- automobilele pot avea si depasari unghiulare,
- deoarece giroscoapele clasice, utilizate in industria aerospatiala, sunt prea scumpe si greu de implementat la automobile, se apeleaza la alternative:
- sisteme de detectie cu laser,
- dispozitive piezoelectrice,
- senzori bazati pe efectul Coriolis.

Mecatronica in industria automobilului

Exemple de sisteme mecatronice in industria automobilului
- sistemul de franare ABS (Antilock Brake System) - anii 1970,
- sistemul de control al tractiunii TCS (Traction Control System) la mijlocul anilor 1970,
- sistemul de control al dinamicii automobilului VDC (Vehicle Dynamics Control) - anii 1990. Similar sistemului TCS + facilitatile oferite de un senzor de acceleratie laterala pentru asigurarea directiei de rulare.

Autovehicul - sistem mecatronic 
Procesarea informatiilor din vehicul:
- comportarea motorului
- transmisia fluxului de putere
- comportarea dinamica (transmisie, suspensii, franare, siguranta)

Procesarea informaţiilor vehicul - conducător:
- integrarea informatiilor dedicate conducatorului auto (afisaj multifunctional)
- integrarea sistemului de asigurarea a conditiilor optime in habitaclu (sistem de incalzire - racire, ergonomia postului de conducere)

Procesarea informatiilor din imediata apropiere a sistemului vehicul - conducator:
- semnalizarea obstacolelor
- sisteme de iluminare
- echipamente auxiliare (inchidere centralizata)

Procesarea informatiilor schimbate de sistemul numeric integrat din vehicul cu exteriorul:
- tehnologii de comunicatie
- sisteme expert de asistare a conducatorului (sistem pilot)
- diagnoza subsistemelor vehiculului (autodiagnoza, diagnoza de service)

Clasificarea sistemelor mecatronice

Fosta societate japoneza pentru promovarea industriei constructoare de masini (JSPMI) clasifica produsele mecatronice in: 

Clasa 1 
- produse mecanice cu electronica incorporata pentru a mari capacitatile functionale. Exemple tipice: masini unelte cu comanda numerica si actionarile cu viteza variabila pentru masinile de productie de masa.

Clasa 2
- sisteme mecanice traditionale cu o componenta electronica semnificativ modernizata dar cu interfata utilizator neschimbata. Ex: masini de tesut/cusut si sisteme de productie automate.

Clasa 3 
- sisteme care mentin functionalitatea sistemelor mecanice traditionale dar mecanismele interne sunt inlocuite printr-un sistem electronic adecvat. Ex: ceasul electronic

Clasa 4
- produse proiectate cu tehnologie mecanica si electronica printr-o integrare sinergica. Ex: xerox, masini de spalat si masini de gatit automate.

Concluzii 
- produsele clasei 1 sunt definite prin servo-tehnologie, electronica de putere si teoria controlului,
- produsele din clasa 2 sunt remarcabile prin utilizarea componentelor de calcul si memorie si circuite cu capabilitati speciale,
- produsele clasei 3 sunt caracterizate prin inlocuiri ale sistemelor mecanice de catre circuite integrate si microprocesor,
- produsele clasei 4 sunt practic produsele mecatronice prin integrarea sinergica a tehnologiilor.

Gestionarea electronica a injectiei

Calculatorul de injectie (unitatea de gestionare control motor) culege informatiile provenind de la diferiti captori si calculatoare. Dupa analiza, acesta comanda actuatorii.

Acesti actuatori sunt comandati:
- direct de calculator (ex: regulatorul de presiune sau de debit),
- prin intermediul releelor (ex: pompa de carburant, compresorul de climatizare),

- prin intermediul unitatii de putere

Sistemul de injectie diesel, folosind informatiile, gestioneaza foarte precis urmatoarele : presiunea in rampa comuna, injectia de motorina, supraalimentarea, incalzirea aerului.
In plus, calculatorul detine si genereaza functii precum: regulatorul/limitatorul de viteza, bucla rece a climatizarii, gestionarea racirii motorului.

Pentru stabilirea presiunii de injectie, a momentului de injectie si a cantitatii de injectat, calculatorul utilizeaza urmatoarele informatii fundamentale:
- viteza si pozitia arbore cotit,
- desfasurarea ciclului de injectie,
- cererea de cuplu (pozitie pedala).

Comparand semnalele emise de captorul de turatie/pozitie si de captorul de reperare cilindru, calculatorul determina pozitia unghiulara a motorului, regimul de rotatie, numarul injectorului activ si avansarea in ciclul de injectie. Informatiile de turatie si de pozitie a arborelui cotit sunt prelevate printr-un captor magnetic fix care transmite la calculator imaginea electrica a danturii volantei. Acest captor informeaza asupra pozitiei arborelui cotit. Este un captor de tip inductiv (generator de curent). Tinta volant are un dinte lung care serveste la reperarea pozitiei si dinti mici pentru masurarea turatiei. Captor de reperare cilindru acest captor de pozitie informeaza asupra desfasurarii ciclului de injectie, furnizand calculatorului numarul injectorului activ. Injectia se face cilindru cu cilindru. Cand motorul este recunoscut ca se gaseste la PMS (Punct Mort Superior), unul din cilindri este la sfarsit de compresie, iar altul la inceput de admisie. Captorul de reperare cilindru permite deosebirea din cei doi cilindri care se gasesc la PMS, care este in faza de compresie. Calculatorul poate atunci sa comande injectoarele secvential si in faza cu ciclul motor.

Informatia de sarcina
Este vorba in principal de cererea de cuplu corespunzand cererii soferului. Cu toate acestea cererea soferului este modificata in anumite cazuri:
- cresterea cuplului odata cu punerea in functiune a compresorului de climatizare,
- estomparea cuplului la cererea transmisiei automate,
- diminuarea sau cresterea cuplului la cererea functiei ABS si a functiei de control traiectorie.

In aceste cazuri, calculatorul de injectie stabileste prioritatile intre diferitele cereri. Informatiile furnizate dau imaginea cererii de cuplu. Acestea vor permite calculatorului sa determine debitul de carburant de injectat. Un potentiometru dublu informeaza calculatorul asupra pozitiei pedalei de acceleratie. Acesta are doua piste rezistive de valori diferite

Prima pista furnizeaza o valoare de tensiune care este dubla fata de cea de-a doua pista. Aceasta asigura fiabilitatea informatiei. Calculatorul utilizeaza aceasta informatie pentru ajustarea duratei de injectie, avansul si presiunea de supraalimentare in cazul turbocompresoarelor cu geometrie variabila

Gestionarea injectiei pe motorina

Scopul gestionarii controlului motorului este de a permite introducerea unei cantitati precise de carburant in camera de ardere pentru a raspunde la toate cererile soferului, respectand diferitele norme de depoluare.
Reglementarile europene cu privire la nivelul de poluare emis de catre automobile sunt stricte. In acelasi timp, constructorii de automobile propun vehicule care au motoare de cuplu si putere maxime pentru a obtine cel mai scazut consum posibil si cea mai usoara conducere. Si aceasta datorita gestionarii electronice care poate raspunde tuturor acestor exigente.

Totodata, e bine de subliniat ca puterea, cuplul, consumul, depoluarea si fiabilitatea sunt obiectivele fundamentale cerute unui motor. Acestea sunt conditionate de:
- starea mecanica a motorului (distributie, compresie, nivel de uzura),
- conformitatea sistemului de esapament,
- conformitatea sistemului de alimentare aer/carburant,
- calitatea carburantului,
- ungerea.

Aceste puncte diferite influenteaza direct calitatea de energie furnizata de motor. De asemenea, in caz de nefunctionare, nu trebuie incriminat sistematic sistemul de injectie electronic fara sa fi verificat ansamblul acestor elemente. Pentru a evalua sistemul de injectie pe motorina trebuie sa remarcam diferentele intre motoarele pe benzina si cele pe motorina.

Comburantul

- pentru motorul pe motorina este oxigenul continut in aerul ambient, acesta fiind compus din 79% azot (N2), 20% oxigen (O2) si 1% gaze rare.

Carburantul

- sau motorina este un amestec de diferite hidrocarburi obtinute prin distilarea petrolului brut, iar unele dintre proprietati influenteaza functionarea motorului.

Indicele de cetan 
- inflamabilitatea caracterizeaza aptitudinea carburantului diesel de a se autoaprinde. Ea se exprima prin indicele de cetan. Cu cat indicele este mai ridicat, cu atat motorina se inflameaza mai usor. Cetanul, care este un gaz foarte inflamabil, are indicele de cetan 100 iar metilnaftalina, putin inflamabila, are indicele 0.

Temperaturi scazute si filtrabilitate 
- anumite hidrocarburi parafinice risca sa se cristalizeze partial la temperaturi scazute provocand colmatarea filtrului si deci o intrerupere de alimentare. Cristalizarea incepe la o temperatura mai mica de 0°C.

Continutul in sulf 
- continutul in sulf al motorinei este in functie de calitatea petrolului brut si a aditivilor. In timpul arderii in motor, sulful se transforma in anhidrida sulfuroasa (SO2). Nocivitatea acestui gaz necesita diminuarea continutului de sulf din motorina. Un continut scazut in sulf diminueaza si emisiile de particule.

Diester 
- prin Diester se inteleg toate uleiurile de origine vegetala (soja, tournesol) si animala care au fost amestecate cu metanol. Diesterii sunt utilizati fie in stare pura fie ca aditivi (< 5 %). Acestia amelioreaza capacitatea de ungere a motorinei. Cu toate acestea, motoarele diesel moderne trebuie sa utilizeze un carburant care sa nu contina un procent prea ridicat de diester.

Ventilatia carterului

In scopul franarii procesului de imbatranire a uleiului, vaporii de combustibil si gazele arse scapate in carter se evacueaza. Operatia poarta numele de ventilatia carterului si se realizeaza prin doua procedee:

- gazele se elimina direct in atmosfera (ventilatie naturala),

- se aspira in colectorul de admisiune (ventilatie fortata).

Ventilatia naturala - cuprinde o conducta montata cu un capat in carter, iar cu celalalt indreptat in partea opusa sensului de deplasare a automobilului si prevazut cu un epurator de gaze.

Ventilatia fortata - este mai eficienta pentru limitarea poluarii atmosferei cu gazele din carter si consta in stabilirea unei legaturi directe intre carter si filtrul de aer, gazele arse fiind aspirate in cilindru.

Ventilatia carterului previne totodata cresterea de presiune in carter, din cauza gazelor scapate, crestere care ar provoca pierderi de ulei prin garnitura de etansare a carterului.

Radiatorul de ulei

Uleiul din carter trebuie sa-si mentina temperatura in jurul a 75 - 90 ºC.
Prin contactul cu suprafetele fierbinti ale pieselor, uleiul preia o cantitate de caldura ce reprezinta aproximativ 2,5% din caldura produsa in cilindri prin arderea combustibilului, fapt ce impune racirea uleiului.
In special la motoarele ce echipeaza autocamioanele grele, care lucreaza in regim de sarcina prelungita sau in conditii grele de drum, sistemele de ungere sant prevazute cu radiatoare de ulei racite cu aer sau cu apa.

Radiatoarele de ulei racite cu aer se executa de obicei din tuburi prevazute cu aripioare si se monteaza inaintea radiatorului din sistemul de racire cu apa al motorului.

Avantaje:
- dimensiuni de gabarit reduse,
- simplitate constructiva.

Dezavantaj:
- intensitatea racirii uleiului depinde de temperatura mediului ambiant.

Radiatoarele de ulei racite cu apa folosesc agentul instalatiei de racire a motorului.

Avantaje:
- asigura o stabilitate mai mare a temperaturii de regim a uleiului,
- incalzirea uleiului pe timp rece, se realizeaza mai rapid.

Dezavantaj:
- necesitatea majorarii dimensiunilor de gabarit ale instalatiei de racire a motorului, astfel incat sa asigure volumul si circuitul suplimentar de lichid.

Pompa de ulei

Pompa de ulei - are rolul de a asigura debitul de ulei la presiunea necesara in circuitul de ulei.

Pompele de ulei pot fi :
- cu roti dintate,
- cu palete,
- cu piston.

Pe motoarele de automobile se utilizeaza in general pompe cu roti dintate, deoarece au o constructie simpla si prezinta siguranta in functionare.

Pompe de ulei cu roti dintate

Din punct de vedere constructiv, pompele cu roti dintate pot fi :
- cu pinioane cu angrenare exterioara,
- cu pinioane cu angrenare interioara.

Sorbul pompei de ulei

Sorbul constitue acea parte a instalatiei de ungere cu ajutorul careia pompa de ulei aspira lubrifiantul din carterul inferior (baia de ulei).
Sorbul se monteaza in partea cea mai de jos a baii de ulei si este prevazut cu o sita, care retine impuritatile mecanice cele mai mari si care, daca ar patrunde in pompa, ar putea sa compromita functionarea acesteia. 

Dupa modul in care sunt constituite si pozitia pe care o ocupa in baia de ulei sorburile pot fi:

- fixe,

- inecate in baie

- plutitoare,

- flotante.

Supapa de siguranta

Pompele de ulei sant astfel dimensionate incat la turatii joase de functionare ale motorului sa asigure toata cantitatea de ulei necesara ungerii suprafetelor in frecare. La turatii mari, pompele furnizeaza o importanta cantitate de ulei in exces, ce produce cresterea presiunii in instalatia de ungere.

Pentru protejarea sistemului de ungere de crestrea presiunii, se introduce in circuitul de refulare al pompelor o supapa de siguranta, care mentine o presiune constanta in circuit, intr-un domeniu de turatie si temperatura mai larg, deviind excesul de ulei spre baie sau inapoi in circuitul pompei.
Se apreciaza ca la temperaturi de 70 - 80 grade Celsius, considerata optima, presiunea in circuitul de ulei poate fi acceptata in limitele 2 - 5 bar.
De obicei supapele sant montate in corpul pompei de ulei si sunt prevazute cu arcuri tarate si uneori reglabile.

Functionarea sigurantelor

Cand forta de apasare data de presiunea uleiului depaseste tensiunea arcului, supapa se deschide, permitand uleiului sa recircule in circuit inchis, prin interiorul pompei, micsorandu-se astfel presiunea in instalatie.
In cazul motoarelor mici cu cantitati mici de ulei se utilizeaza supape cu bila, iar la motoarele cu debite mari de ulei in sistemul de ungere se utilizeaza supape cu piston. 

Baia de ulei

Baia de ulei constitue acea parte a carterului inferior al motorului, in care se depoziteaza uleiul necesar ungerii. Alimentarea baii de ulei se face printr-o gaura de umplere, prevazuta cu un capac etans si o sita cu ajutorul careia se realizeaza o prima filtrare a uleiului la turnare. Se executa din tabla de otel ambutisata, din fonta sau aluminiu. In partea din mijloc a baii , care are de obicei o adancime mai mare, se plaseaza sorbul pompei de ulei. Pentru a diminua agitarea uleiului in carterul inferior si inspumarea sa in timpul deplasarii automobilului, baia de ulei este prevazuta la partea superioara a cavitatii sale cu o plasa din sarma sau tabla perforata cu orificii de diametru mic.

Uneori baia poate fi prevazuta cu pereti verticali care divizeaza intreaga cantitate de ulei in volume mai mici si impiedica deplasarea si barbotatrea sa in timpul franarilor sau al virarilor bruste. In acest fel se micsoreaza si pierderile de ulei din interiorul motorului si creste debitul pompei, deoarece se evita aspiratia in gol sau a lubrifiantului inspumat. La partea inferioara a baii de ulei este montat un buson de golire in care, uneori, este incorporat un magnet ce ajuta la retinerea pulberii metalice rezultate ca urmare a procesului de uzura din motor. Imbinarea dintre baia de ulei si blocul motorului se face prin suruburi. Pentru etansarea imbinarii, intre baia de ulei si carterul superior se monteaza o garnitura confectionata din carton poros sau pluta aglomerata.

Baia de ulei, in afara de rolul de rezervor, mai are si rolul de a raci uleiul, aflandu-se in contact direct cu fluxul de aer care se creeaza prin deplasarea automobilului. Pentru a spori eficienta racirii uleiului, baia este uneori prevazuta cu nervuri (aripioare de racire), care maresc suprafata de evacuare a caldurii. In acelasi scop, baia nu se vopseste pe dinafara , stratul de vopsea putand impiedica racirea lubrifiantului, fiind termoizolant.

Pentru controlul nivelului lubrifiantului in baie se foloseste o tija indicatoare numita joja de ulei. Ea este executata sub forma unei vergele metalice pe care sunt imprimate doua semne, care marcheaza nivelul minim si maxim al uleiului in baie. Pentru a asigura stabilitatea pozitiei, tija este montata intr-o teava de ghidaj fixata in carterul motorului. Nivelul uleiului in baie se masoara numai dupa oprirea motorului, astfel incat uleiul pulverizat pe peretii carterului superior si al celorlalte piese care comunica cu baia sa se poata scurge inapoi in carterul inferior.

Sistemul de ungere

Instalatia de ungere este formata dintr-un ansamblu de piese, care impreuna cu canalele respective asigura ungerea organelor in miscare ale motorului, precum si circularea, filtrarea si racirea uleiului.
Rolul principal al instalatiei de ungere este reducerea fortelor de frecare si prin aceasta micsorarea uzurii si a pierderilor mecanice.
In functie de procedeul de aducere a lubrifiantului la suprafetele in frecare ale pieselor motorului, se deosebesc urmatoarele sisteme de ungere:
- ungere prin stropire, sau barbotaj,
- ungere prin presiune,
- ungere prin picurare sau scurgere,
- ungere combinata, sau mixta,
- ungere prin amestec.

Sistemul de ungere este format din doua circuite de ulei , unul principal si altul secundar.
Circuitul principal cuprinde: 
- rezervorul de ulei,
- pompele de ulei,
- conductele prin care se deplaseaza uleiul spre punctele principalede ungere,
- supapele de siguranta.
Circuitul secundar cuprinde: 
- filtrele de ulei,
- radiatorul de racire.

Sistemul de ungere mai contine:
- aparatele de control pentru determinarea si indicarea presiunii, temperaturii si nivelului uleiului din carter,
- dispozitivele de siguranta pentru prevenirea suprapresiunii in carter,
- conductele de ulei.

In functie de dispozitivul care formeaza rezervorul de ulei, sistemele de ungere pot fi: 
- cu carter uscat - caracterizat prin existenta unui rezervor special pentru ulei, carterul motorului fiind uscat,
- cu carter umed - cel mai raspandit pe motoarele de automobil, se caracterizeaza prin aceea ca 90 – 95% din cantitatea totala de ulei se gaseste in carterul inferior al motorului. 

Sistemul cuprinde circuitul principal cu: pompa de ulei cu sorbul care aspiră uleiul din baia de ulei si il refuleaza prin intermediu conductei catre filtrul de curatire bruta, dupa care este trimis in magistrala de ulei.
Din magistrala de ulei, uleiul este distribuit prin conducte la lagarele paliere iar prin intermediul canalizatiei existente in arborele cotit la lagarele fusurilor manetoane. La anumite constructii ungerea boltului se poate realiza sub presiune printr-un canal care strabate biela in lungul ei.

Motoarele cu solicitari termice intense si cu turatie moderata pot utiliza acest circuit pentru racirea pistoanelor. Lagarele arborelui cu came si axul culbutor sunt alimentate cu ulei prin intermediul conductelor. Oglinda cilindrului, camele si supapele sunt unse prin stropire cu jet si ceata de ulei. 

La circuitul principal al sistemului de ungere se poate anexa in paralel un filtru de curatire fina. Prin acest filtru trece 10-15% din debitul de ulei al instalatiei de ungere, dupa care uleiul se intoarce in baie sau in circuitul principal contribuind la regenerarea uleiului.

Mentinerea temperaturii in limite acceptabile se realizeaza prin introducerea in paralel cu circuitul principal a schimbatorului de caldura.

Sistemul de injectie K-Jetronic

Instalatia functioneaza astfel: pompa electrica aspira combustibilul din rezervor si il trimete catre acumulator, iar apoi in filtru de unde merge in unitatea de cantarire, care este o parte componenta a regulatorului de amestec sub presiune.

Presiunea din combustibil este pastrata constanta in partea de reglare a presiunii din dispozitivul de distribuire, care trimite combustibil catre injectoare.

O componenta importanta a circuitului este debitmetrul de aer, care functioneaza conform principiului corpurilor flotante: platoul circular intr-un flux de aer de forma conica pana cand forta de apasare a aerului, care se exercita pe fata platoului, echilibreaza greutatea acestuia. Informatia se duce de aici printr-un sistem de parghii mecanice care dirijeaza combustibilul la injectoare in functie de aerul inregistrat.

Sistemul de injectie L-Jetronic

Aceasta instalatie este cu injectie intermitenta si foloseste ca element principal de reglare un debitmetru de aer cu paleta rotitoare. Este un sistem de injectie comandat electronic, care actioneaza in mod succesiv injectoarele cu actionare electronica.

Pompa centrala, aspira combustibil din rezervor prin filtrul de combustibil, mentinand presiunea combustibilului constanta in rampa comuna, cu ajutorul unei supape cu arc, care intoarce surplusul de combustibil inapoi in rezervor. Din aceasta rampa comuna sunt alimentate toate injectoarele. Supapa, este pusa in legatura cu colectorul de admisie mentinand o suprapresiune constanta (in general 2.5 bar) fata de presiunea din colectorul de admisie. Debitul injectat nu depinde astfel decat de timpul de deschidere al injectorului.

Reglajul debitului de combustibil se efectueaza in functie de debitul de aer aspirat si de turatia motorului. Debitmetrul, este de tipul cu clapeta de aer, a carei pozitie unghiulara transmisa la un potentiometru este in functie de debitul de aer aspirat. Influenta turatiei se transmite blocului electronic de comanda sub forma de impulsuri prin intermediul distribuitorului.

Pentru pornirea la rece s-a prevazut un injector de pornire, actionat cat este in functiune demarorul, injectia este controlata de traductor, in functie de temperatura lichidului de racire. Traductorul de temperatura, poate fi inlocuit si cu un releu de temporizare, al carui timp de actionare scade cu cresterea temperaturii. Marirea debitului de aer la regimurile joase de functionare se obtine cu ajutorul supapei, care deschide un canal de ocolire a clapetei de admisie si a carui sectiune de trecere este in functie de temperatura. Ca reglaje suplimentare si corectii se aplica o imbogatire la mersul in gol si la plina sarcina, comanda fiind data de un contact, legat cu clapeta de admisie. Releul de protectie impiedica alimentarea pompei de combustibil si a supapei cand motorul este oprit, iar aprinderea este cuplata.

Injectia MPI

La sistemul de injectie Multipoint (MPI = Multi Point Injection), pentru fiecare cilindru, dozarea carburantului este realizata cu ajutorul unei duze de injectie. De regula, formarea amestecului se realizeaza direct inainte de ventilul de injectie, in teava de aspiratie.

Sistemul de injectie a carburantului, cu reglare electronica, asigura formarea optima a amestecului in fiecare cilindru. Astfel sunt respectate cerintele cu privire la puterea ridicata a motorului, la consumul redus de carburant si la un nivel scazut de noxe generat de motor. Sistemul de injectie Multipoint indeplineste acest obiectiv prin formarea individuala a amestecului pentru fiecare cilindru, care determina o silentiozitate remarcabila, precum si o reducere a emisiilor de noxe. 

Injectie directa

Injectie benzina - reprezinta o evolutie a sistemului de alimentare cu combustibil care presupune o modalitate de control a cantitatii de combustibil care se introduce in amestecul carburant prin intermediul uneia sau a mai multor supape controlate cu ajutorul unor dispozitive mecanice sau electrice.
Scopul injectiei de benzina este de a optimiza cantitatea de combustibil care se introduce in amestecul carburant si de a sincroniza acest mecanism cu timpii motori in scopul obtinerii de randamente superioare.

Avantajele ale injectiei de benzina:
- o mai buna atomizare a carburantului, rezultand o ardere superioara,
- o mai buna distributie a carburantului intre cilindrii. Se egalizeaza distributia vaporilor de amestec intre cilindrii,
- randament motor crescut datorita optimizarii timpulor motori,
- emisii de noxe mai scazute si posibilitatea de control si neutralizare a acestora,
- imbunatatire a functionalitatii la temperaturi extreme,
- o functionare mai lina a motorului chiar si la turatia relanti.

Functional si simplificat, injectia de benzina presupune impingerea cu presiune mare a combustibilului prin orificiile unor supape inspre galeria de alimentare sau direct. Supapele se numesc injectoare si pot fi controlate mecanic sau electric.

Injectia de benzina poate fi:
- monopunct sau multipunct dupa numarul de injectoare utilizate,
- in galeria de admisie sau directa, dupa locul unde sunt situate injectoarele.

Carburatorul

Functionarea carburatorului are la baza legea lui Bernoulli, a continuitatii si fenomenului de dispersie hidrodinamica.

Aerul proaspat, aspirat de cilindrii motorului trece prin difuzor unde atinge viteza de curgere maxima in sectiunea minima, aici apare depresiune maxima datorita careia benzina va fi aspirata din camera de nivel constant, dozata de jiclor si deversata in difuzor prin pulverizator. Aici va fi preluata de jetul de aer si datorita fenomenului de dispersie hidrodinamica va fi faramitata in picaturi fine, ce se vor amesteca cu aerul si vaporii de benzina formand amestecul carburant. Carburatoarele sau dezvoltat ajungandu-se pana la carburatoare electronice. Insa nici acestea nu satisfaceau pe deplin toate regimurile. Astfel sa ajuns la injectia de benzina.

Filtru combustibil

Filtrele de combustibil retin impuritatile din combustibil. Pentru motoarele cu aprindere prin scanteie (MAS) se foloseste filtrul brut de decantare a benzinei, montat langa rezervor sau pentru filtrare fina, un filtru pe conducta dintre pompa de alimentare si carburator.

Filtrul de filtrare fina a benzinei functioneaza astfel: benzina intra prin record in corpul filtrului, din material plastic, trece prin orificiile exterioare ale elementului filtrant cu hartie micronica, iese prin tubul perforat central si este trimisa in carburator prin record. 

Pompa de combustibil

Pompa de alimentare are dreptul de a absorbi combustibilul din rezervor si de al trimite pe conductele de legatura cu carburatorul la motoare cu aprindere prin scanteie (MAS) sau la bateria de filtru la motoarele cu aprindere prin compresie (MAC).

Ea poate fi de tip diafragma sau cu piston. Unele automobile folosesc pompe electrice de tip submersibil, montate in rezervor si filtru, in special pentru motarele cu benzina, iar altele, pompe antrenate pneumatic.

Sistemul de alimentare cu combustibil la motoarele cu aprindere prin scanteie

Instalatia de alimentare sau sistemul de alimentare al unui motor cu ardere interna are rolul de a alimenta cilindrii motorului cu combustibilul si aerul necesar arderii si de a evacua gazele arse. Instalatia de alimentare cuprinde ansamblul organelor necesare alimentarii motorului cu amestecul carburant in proportiile si cantitatile cerute de regimul de functionare. Combustibilul poate fi benzina, gaz lichefiat sau combustibil sintetic. Se considera parte componenta a sistemului de alimentare si piesele ce servesc la evacuarea gazelor de ardere.

La motoarele cu aprindere prin scanteie cu carburator amestecul de benzina si aer se formeaza in exteriorul cilindrului, intr-un dispozitiv numit carburator. La motoarele cu aprindere prin scanteie cu injectie de benzina formarea amestecului carburant se poate face atat in interiorul cilindrului cat si in exteriorul acestuia.

Sistemul de alimentare al MAS (motoarele cu aprindere prin scanteie) este format din rezervorul de combustibil, conducte de combustibil, filtru de combustibil, decantor, pompa de combustibil, filtrul de aer, carburatorul, indicatorul de nivel. Aerul necesar formarii amestecului carburant este purificat cu ajutorul filtrului de aer iar amestecul este dirijat spre supapele de admisie prin galeria de admisie.

Masurarea debitului de aer

Debitmetrul

Masurarea debitului de aer prin galeria de aspiratie este importanta pentru controlul arderii combustibilului si a reglarii raportului aer - combustibil. Debitul de aer se masoara si se regleaza cu ajutorul debitmetrelor (masoara atat depresiunea cat si sectiunea) sau se masoara numai viteza fluidului intr-o sectiune de marime constanta prin anemometrie electrica. Ambele solutii sunt utilizate.

Debitmetrele masoara atat depresiunea cat si sectiunea fie din fata supapei de admisie, fie dintr-un ajutaj situate in amontele obturatorului. La acestea, elementul esential il constituie o clapeta cu deplasare circulara sau axiala, miscarea efectuandu-se sub actiunea depresiunii variabile realizate prin deschiderea obturatorului. Clapeta este legata de cursorul unui potentiometru, tensiunea de la acesta mergand in unitatea centrala de calcul. Calculatorul comanda apoi injectorul si bobina de inductie (aprinderea).
Exista doua variante:

a) - cu clapeta rotitoare

b) - cu clapeta cu deplasare axiala

Anemometria cu fir cald
Exista si solutii la care pentru reglare se masoara numai viteza aerului intr-o sectiune constanta. La intrarea in colectorul de admisie se prevede o rezistenta de platina, incalzita electric si lagata la o punte Wheatstone. Temperatura rezistentei scade odata cu cresterea vitezei aerului, si pentru a o mentine constanta trebuie marita valoarea curentului care strabate rezistenta, puntea se dezechilibreaza, permitand aprecieri cantitative privind debitul de aer. Timpul de raspuns este de ordinul milisecundelor. Rezistenta se poate monta intr-o canalizatie paralela si nu creaza rezistente suplimentare la umplere. Incalzirea filamentului se poate face sub tensiune constanta, semnalul la iesire fiind tensiunea de dezechilibru, (cel mai adesea) sau sub tensiune variabila dar e necesar a mentine temperatura constanta cu ajutorul unui circuit de autoreglare.

Potentiometrul clapetei 
Este fixat pe unitatea de injectie in capatul axei clapetei si este constituit dintr-un potentiometru cu dubla pista. Acesta este alimentat cu o tensiune de 5V de la calculator, iar la actionarea clapetei de acceleratie trimite un semnal de tensiune proportionala cu pozitia acesteia. Calculatorul va comanda apoi injectorul si bobina de inductie. Potentiometrul are urmatoarele componente. Potentiometrul este de fapt un dublu-potentiometru: primul lucreaza in intervalul (0 grade - 22 grade Celsius), iar al doilea intre (19 grade - 90 grade Celsius). Se observa existenta unei zone commune, intre (19 grade - 22 grade Celsius), realizata pentru o citire mai buna a necesarului de sarcina in zona sarcinilor partiale, care este cea mai utilizata in exploatarea unui motor.

Termometre, termistori, senzori si traductoare

Termometrele bazate pe dilatarea metalelor

Sunt de doua feluri: cu un singur metal - termostatul - care este si actuator, prin marirea sau micsorarea unui orificiu de trecere a fluidului de racire. Printr-un sistem de parghii articulate poate transmite miscarea si la un ceas indicator (tabloul de bord).

Traductorul cu bimetal

Se bazeaza pe alaturarea a doua metale cu coeficienti de dilatare diferiti.

Termometre manometrice

Se bazeaza pe variatia in functie de temperatura a presiunii unui fluid, aflat intr-un vas inchis. (P/T)=cst. Variatia presiunii este direct proportionala cu variatia temperaturii. In general se prefera gazele, deoarece au presiune interna mica. Avantajul tubului capilar este ca se poate transmite informatia fara pierderi la distante mari.

Termometria rezistiva

Este cel mai des utilizata in mecatronica auto intrucat se emite un semnal electric ce poate fi transmis la calculatorul automobilului. Se bazeaza pe variatia rezistentei electrice a unor materiale conductoare si semiconductoare, in functie de temperatura acestora.

Traductoare rezistive conductoare

Sunt formate din sarme din metale, infasurate, obisnuit, pe un suport izolator. Ca material pentru sarme se utilizeaza:
- cuprul (-200 la 260) grade Celsius
- nichelul (-50 la 180) grade Celsius
- wolframul (-100 la 600) grade Celsius
- platina (-260 la 1000) grade Celsius 

Obisnuit rezistenta acestora variaza neliniar cu temperatura si de aceea trebuie bine calibrate si etalonate. Termorezistentele sunt, obisnuit, introduse intr-o manta de protectie.

Termistorii

Sunt termorezistente formate din semiconductori, dar cu coeficientul de temperatura negativa si de 10 - 15 ori mai mare decat al termorezistentelor cu metale. Avand rezistente mai mari se poate neglija rezistenta cablurilor si informatia poate fi usor transmisa la distanta. Domeniul de temperatura este (-50 la +450) grade Celsius. Au multe avantaje dintre care se specifica: dimensiuni intre sutimi de milimetru si milimetri, au inertie foarte mica si de aceea se utilizeaza cu success la masurarea variatiei temperaturii in timp scurt, masurarea se face cu circuite electronice specializate si necesita sursa de tensiune stabilizata (12 V - ca exemplu).

Termocuplul

Este un senzor de temperatura care se bazeaza pe efectul Seebeck. Daca un circuit format din doua conductoare din materiale diferite apare un gradient de temperatura atunci apare si o tensiune termoelectromotoare (eo=). Cele doua metale formeaza un termocuplu.
Materialele pentru electrozi se aleg in functie de domeniul de temperatura necesar a fi masurat:

- cupru - constandan pentru intervalul (-200 la 40) grade Celsius
- cromwel - alumel pentru intervalul (-200 la 1000) grade Celsius
- platina - rhodiu pentru intervalul (0 la 1600) grade Celsius.

Traductori de presiune
In majoritatea cazurilor, asigurarea functionarii corecte a sistemelor dintr-un automobil se realizeaza si prin mentinerea parametrului presiune intr-o anumita gama de valori limita (motor, lagare, sistem de ungere, frane, stabilitate, etc.).
Din totalitatea modurilor de masurare a presiunii se prefera senzorii electrici intrucat informatia furnizata poate fi transmisa la distanta, iar semnalul prelucrat poate fi o informatie sigura in realizarea corecturilor necesare. La masurarea presiunilor se pot utiliza urmatoarele categorii de traductori.
Pentru masurari directe se utilizeaza aparate cu tuburi elastice. Cel mai utilizat este manometrul cu tub Bourdon. Acesta utilizeaza un tub curbat circular, cu un capat inchis si legat la un mecanism pentru indicarea valorilor, iar cu celalalt capat este conectat cu fluidul a carui presiune urmeaza a fi masurata. Pentru tuburi se utilizeaza materiale cu proprietati elastice liniare si cu histerezis cat mai redus (alame, bronzuri, oteluri inoxidabile). Se mai utilizeaza si manometrele cu membrane.

Principalii traductori in tehnologia auto

O ardere buna a amestecului aer - carburant se realizeaza atunci cand raportul stochiometrical a celor doua componente este 1. Bineinteles ca si aprinderea trebuie sa fie exact in momentul in care s-a obtinut raportul corect intre oxigen si vaporii de combustibil (jetul de combustibil). Sesizoarele Lambda au fost incluse in constructia instalatiilor de injectie in 1976, si masoara cantitatea de oxigen din gazele de evacuare. Este fixat pe tubul de coborare primar, inaintea convertorului catalitic, si determina continutul de oxigen din gazele de esapament a carui valoare este in functie de dozajul amestecului carburant.
Modul de functionare al sondei se bazeaza pe proprietatea ceramicii de a conduce ionii de oxigen la temperaturi de (300-800 grade Celsius). Suprafata exterioara a ceramicii este in contact cu gazele de esapament arse, iar suprafata interioara cu aerul curat (atmosferic). Ca urmare intre cele doua suprafete ale ceramicii va apare o variatie de tensiune, ce va fi transmisa prin fisa la unitatea electronica de control. Aceasta compara valoarea primita cu valoarea din memorie, corespunzatoare raportului stochiometric λ=1 , si schimba raportul combustibil-aer (comanda injectorului si a clapetei).

Masurarea temperaturii
Temperatura de functionare a unui motor este un factor esential in ceea ce priveste consumul, protectia mediului si in uniformitatea functionarii motorului, a puterii dezvoltate. Cunoscandu-se temperature optima a motorului, aceasta trebuie optimizata in limite acceptabile iar senzorii de temperatura transmit informatiile unitatilor de calcul pentru a efectua corectiile necesare (debit de aer, de combustibil, coeficienti de umplere a cilindrilor, etc.).

Procedee de masurare a temperaturii
Pentru a cunoaste temperatura unui corp trebuie realizat un contact intre acesta si un instrument termometric. Principalele instrumente sau senzori de masurare a temperaturii sunt:
- termometrele

- cu lichide
- cu dilatarea bimetalelor
- termometre manometrice (variatia presiunii unui fluid in functie de temperatura)
- traductoarele resistive - bazate pe conductori (rezistente)
                                    - bazate pe semiconductori (termorezistente)
- termocupluri
- pirometria optica - masurare in infrarosu - cu laser
                             - masurarea cu fibra optica.

Ca principiu de functionare, instrumentele termometrice pot fi:
- dilatarea corpului thermometric - termometrele
- variatia presiunii corpului thermometric - termometrele manometrice
- variatia rezistentei electrice cu temperature - termorezistente
- producerea unei tensiuni termoelectromotoare - termocuplul
- variatia rezistentei electrice pe semiconductori - termistoare
- variatia radiatiei luminoase - pirometria optica

- masurarea in infrarosu - masurarea cu laser. 

In tehnologia auto, obisnuit, se utilizeaza termometrele cu bimetal, termometrele manometrice, termocuplul si termistorul, intrucat sunt mai ieftine, se incadreaza in domeniul de temperatura cerut, sunt fiabile si commode in exploatare.

Tipuri de senzori si traductoare in tehnologia auto

Principalele tipuri de senzori incorporati in structura unui automobil modern sunt: 

Pentru pozitie
- pozitia pedalei de acceleratie - potentiometru
- pozitia clapetei de inchidere - potentiometru 

Pentru gaze de esapament

- sonda Lambda (cu dioxid de zirconiu)

Temperaturi 
- motor, mediu, lichid de racire - termistori
- aer evacuat - termocupla, termorezistenta 

Presiuni 
- aerul din conducta de aspiratie - capacitiv, membrana de silicon, piezorezistiv
- aer evacuat - membrana de silicon, piston si fir rezistiv

Debitul de aer 
- contor cu paleta si potentiometru
- anemometru cu fir cald

Acceleratia

- accelerometru piezoelectric sau servo

Viteza unghiulara

- giroscop

Turatia

- senzori cu reluctanta variabila
- senzori cu effect Hall

Elementul principal in sistemul mecatronic este traductorul. Acesta este un echipament care transforma o marime de masurat intr-o alta marime, de aceeasi natura sau nu, apta de a fi prelucrata de sisteme de prelucrare a datelor sau de introducere in sistemele de automatizare.
In tehnologia auto se prefera traductori care au la iesire o marime electrica, intrucat aceasta se poate transmite la distanta, poate fi usor amplificata si prelucrata de sistemele electronice.