Sve o automobilima za vas na jednom mestu

<< < (2/4) > >>

DOVLA:
Electronic Control Unit

U prethodnim tekstovima vezanim za tehnicke osnove jednog prosecnog, modernog automobila u vise navrata smo spominjali veoma vaznu ulogu njegovog “kompjutera”. Pod izrazom “kompjuter” misli se prevashodno na ECU, odnosno “Electronic Control Unit”, koji predstavlja centralni kompjuter vozila. Danasnji automobili umnogome zavise od ECU-a, jer on omogucava pravilan rad svih sistema na automobilu, kako onih koji svoj rad baziraju na elektricnoj energiji, tako i vecini ostalih sistema. Moderni automobili danas imaju pedesetak pa i vise mikroprocesora u svom sistemu. Dakle, ECU nije jedini mikroprocesor – zapravo, svaki sistem na automobilu poseduje barem jedan! Kako se u poslednje vreme broj sve komplikovanijih i ultra-modernih sistema na kolima povecava, tako i citav “elektronski sistem” automobila postaje izuzetno slozen. Za razliku od nekadasnjih modela, koji istina i nisu neka daleka istorija, danasnje je bukvalno nemoguce samostalno odrzavati, odnosno servisirati. To bi za prosecne vozace bilo zaista nemoguce, ali, sa druge strane, posao servisera je zapravo olaksan. Kako savremeni automobili, svi do jednog, poseduju ECU i citav njegov razgranati sistem kontrolnih uredjaja, vrlo je lako ustanoviti kvar na vozilu i isti otkloniti. Svi ste ili videli ili culi za one spravice koje svi, nesto opremljeniji, servisi poseduju – spravice ciji se port prikljuci odgovarajucem na automobilu i tako se citaju odredjeni podaci sa kompjutera vozila i ustanovljava kvar. Kako je to sve moguce i kako funkcionise citav gorespomenuti sistem videcemo u nastavku ovog teksta…
Istorija ECU-a i nije bas toliko kratka. Prvi kompjuteri su poceli da se ugradjuju jos sedamdesetih godina proslog veka. Njihov razvojni put je bio veoma brz, tako da danas nemamo bas mnogo dodirnih tacaka sa prvim modelima. Na prvoj slici je prikazan glavni kompjuter koji se ugradjivao u Opel-ove modele Ascona 1,8/Kadett GSI jos davne 1984. a na drugoj je ECU Ford Ranger-a iz 2001. godine. Najvece prednosti modela sa ECU-om jeste skoro savrsena kontrola ubrizgavanja goriva u cilindre, tajming paljenja smese i kontrola izduvnih gasova, sto je vrlo bitno sa ekoloskog aspekta. Ipak, to su samo neke od osnovnih funkcija. ECU regulise sve – od prethodno spomenutog, pa sve do npr. elektricnih prozora, odnosno retrovizora vozila! Kako sam vec ranije spomenuo, u automobilu postoji vise od 50 mikroprocesora, ali ECU je uvek najjaci od svih. To je i logicno s obzirom da on ustvari kontrolise sve ostale mikroprocesore, putem njihovih modula. Taj glavni procesor, jel, se nalazi na dobro zasticenoj ploci, velicine otprilike 15 sa 15 centimetara. Ta ploca sadrzi i jos neke bitne delove osim procesora – tu su razni konvertori, cipovi, inputi, autputi… Od ostalih, treba recimo izdvojiti analogno-digitalni, odnosno digitalno-analogni konvertor. Analogno-digitalni konvertor se stara da procesor uvek dobije eksternu informaciju u digitalnom formatu. Recimo da neki od eksternih uredjaja sa kojim je ECU povezan treba da u delicu sekunde posalje informaciju o, na primer, kolicini kiseonika koji ce biti iskoriscen u smesi goriva i vazduha. Taj senzor (oxygen sensor) ce poslati “analognu” informaciju – dakle, “signal” u rasponu od recimo 0 do 1,1 volta. Naravno, razumemo da odredjena voltaza koju senzor salje odgovara odredjenoj vrednosti kolicine kiseonika, koju je senzor zabelezio. Takva informacija zatim dolazi do A-D konvertora, koji tu odredjenu voltazu (informaciju) prebacuje u digitalnu informaciju – u vidu odredjenog broja, odnosno niza brojeva. Dakle, ovaj konvertor menja signal u vidu odredjene voltaze u 10-bitni digitalni signal. Isto tako, ECU ponekad treba da posalje odredjenu informaciju da bi recimo aktivirao odredjeni uredjaj i ta informacija mora da bude analognog tipa, u njenom finalnom obliku. Kako se ECU bazira na radu mikroprocesora, tako taj procesor moze da emituje samo digitalnu informaciju (u vidu niza brojeva). Medjutim, takva digitalna informacija dolazi do digitalno-analognog konvertora, koji ustanovljava potrebu da istu prebaci u analognu i da je, kao takvu, dalje “isporuci” do odredjenog uredjaja, odnosno njegovog modula. Modula? Objasnicemo to nesto kasnije… Ovde, dakle, treba razlikovati da postoje dva razlicita konvertora – analogno-digitalni i digitalno-analogni. Pored njih, na samoj ploci glavnog kompjutera se nalaze i autputi, pomocu kojih ECU dopire do svih eksternih uredjaja sa kojima ima vezu. Autputima procesor salje “signal” da neki od uredjaja treba da se ukljuci/iskljuci, kao na primer elektricni ventilator u sistemu za hladjenje motora. Takodje, kroz autpute prolaze i informacije o sastavu smese, koje se salju ka motoru radi pravilnog ubrizgavanja, i koje su nesto slozenijeg tipa. Naravno, pored autputa postoje i inputi, putem kojih ECU dobija razne vrste informacija od brojnih senzora i na osnovu kojih stvara odredjenu informaciju za isti, ili neki drugi eksterni uredjaj. Jedan od najvaznijih delova celog sklopa glavnog kompjutera jesu i tzv. “komunikacioni cipovi”. Oni postavljaju odredjene standarde komunikacija citavog sistema za ECU-om, sto je vrlo bitno jer citav sistem mora da bude usaglasen i sinhronizovan. Odredjenim vidom komunikacije sistema sa kompjuterom je uslovljen i sam tip hardvera koji ce se, kao sistem, koristiti. Danas imamo vise komunikacionih standarda koji se primenjuju u automobilu, a najcesci je CAN, sto je skracenica za “Controller-Area Networking”. CAN omogucava brzinu prenosa podataka i preko 500 Kb u sekundi, sto je vrlo vazno za savremene modele, koji koriste sve vise i vise elektronike u svom sastavu. Zasto? Pa, kad je u pitanju ovaj standard, on za komunikaciju sa ECU-om koristi jedan, univerzalni “bus”, odnosno magistralu sa dve zice i ona predstavlja glavnu, to jest JEDINU vezu ECU-a i eksternih uredjaja, to jest njihovih modula. Naravno, sto je vise tih uredjaja “nakacenu” na glavnu magistralu, to ce i vise elektronskih signala biti emitovano u trenutku, a isto tako postoje i odredjeni uredjaji u sistemu koji na istu salju i stotine “signala” po sekundi, tako da je brza komunikacija preduslov za funkcionisanje modernog ECU-a.
Kako i svi eksterni sistemi, tako su i svi delovi samog glavnog kompjutera povezani sa njegovim mikroprocesorom. Dakle, mikroprocesor ECU-a predstavlja glavni “sabirni centar” svih podataka koji se u trenutku primaju/salju. Sam taj procesor je, normalno, optimizovan za broj operacija koji u trenutku treba da izvrsi i uglavnom je brzine od oko 40 megaherca, i to 32-bitni. Ako ga uporedimo sa standardnim danasnjim PC racunarima, to je poprilicno slaba brojka – moderni procesori koji se koriste u PC-u prelaze cifru od cak 3 gigaherca! Ali to nam jos uvek nista ne govori. Uprkos svemu izlozenom, ECU je znatno efikasniji od standardnih PC-a! To se vrlo lako moze zakljuciti ako se ima u vidu da ECU za svoj rad koristi samo 1 MB memorije (pa cak i manje!), dok standardni korisnik racunara na svom HDD-u ima sigurno nekoliko desetina gigabajta raznih programa. To je nekoliko desetina hiljada puta veca cifra nego li ona kod kompjutera u automobilu! E sada, sta to ECU ima u tih megabajt memorije? To su uglavnom tabele, uz pomoc kojih odredjuje vrednost koju ce kroz autput poslati odredjenom uredjaju, odnosno modulu. Generalno, ECU predstavlja jedan zatvoreni, cirkularni sistem. On prikuplja podatke sa svih mogucih uredjaja, uz pomoc specijalnih senzora tih istih uredjaja i putem glavne magistrale ti podaci stizu do procesora u ECU. Kada ti podaci stignu, oni se obradjuju i to tako sto se dobijene vrednosti uporedjuju sa onima u postojecim tabelama u memoriji kompjutera, ili se na osnovu dobijenih vrednosti odredjuje (isto pomocu tabela) neka nova vrednost koja ce, ili biti vracena prvobitnom sistemu, ili ce biti iskoriscena za rad nekog drugog sistema kome je ta informacija znacajna. Ovaj proces se stalno ponavlja i svaki put kada se ponovi informacije u ECU-u se update-uju, odnosno informacije u modulu eksternog uredjaja se takodje update-uju. Tako ECU u svakom trenutku ima uvid o svim parametrima rada svih sistema na vozilu! To upravo objasnjava kako se na osnovu uredjaja sa pocetka teksta (tzv. “citaca”), koje koriste serviseri, lako mogu ocitati sve informacije sa ECU-a i na osnovu njih videti da li ima eventualnih kvarova na vozilu. Ubacivanjem “citaca” u sistem, ECU automatski salje poslednje informacije koje je dobio od svih mogucih modula. Te informacije se salju u vidu odredjenih sifri, koje “citac” ili automatski desifruje ili serviser mora to da uradi umesto njega. Moderna vozila imaju cak i poseban displej na komandnoj tabli, sa kojeg se moze pratiti rad sistema, odnosno putem kojeg ECU moze obavestiti vozaca da je doslo do odredjenog kvara.
Uci cemo jos malo dublje u tematiku. Ok, za sada znamo da ECU prikuplja informacije sa eksternih sistema putem njihovih senzora i zatim te informacije obradjuje i na osnovu njih salje novu informaciju ka odredjenom uredjaju/sistemu. Konkretno, na osnovu brojnih senzora (ugao “otvorenosti” ventila koji pusta vazduh radi stvaranja smese, poslednja vrednost dobijena sa izduvnog sistema o sastavu gasova, brzina rada motora, temperatura…) ECU dobija vrednosti potrebnu da iskalkulise (uz pomoc tablica u memoriji, koje se mogu predstaviti i uz pomoc pravouglog koordinatnog sistema) potreban odnos vazduha i goriva koji ce biti u trenutku ubrizgan kroz dizne. Taj proces se ponavlja vise puta u samo jednoj sekundi, sto dovodi do vrlo pravilnog i preciznog rada motora. Informacije do glavnog kompjutera dolaze bilo sredjene ili nesredjene, pa u zavisnosti od toga se odredjuje da li ce neka od njih biti prvo upucena u konvertor ili ne. U svakom slucaju, kad u procesor pristignu svi podaci, stvara se informacija koja se uglavnom sastoji iz dva dela. S obzirom da se sve informacije kroz autpute salju na istu, glavnu magistralu, potrebno je da jedan deo informacije bude “signal” u vidu odredjene cifre, koju ce prepoznati modul kome takva informacija treba za rad. Dakle, to je prvi deo “paketa” informacija koji ECU salje. Drugi deo je, naravno, ono sto odredjenom modulu treba za dalji rad. I taj drugi deo paketa informacija iz ECU-a je takodje je dat u vidu brojki, pa tako spomenuti modul prepoznaje odredjenu sifru (brojke) i postupa u saglasnosti sa istom. Pre nego sto konacno objasnim sta je u ovom slucaju modul, treba reci jos par reci o senzorima koji emituju “signale’ ka ECU-u. Gore sam spomenuo da postoje analogno-digitalni konvertori koji, dakle, analogni signal transformisu u potrebni digitalni. Sve je manje takvih senzora – senzora, koji koriste odredjenu voltazu za emitovanje odredjenih podataka. Danas se uglavnom koriste takozvani “Smart” senzori, koji emituju digitalne signale. Velike su prednosti ovakvih senzora, jer oni, pre svega, smanjuju broj potrebnih operacija. Takodje je bitno to sto se, kod “analognih” senzora, vrednost emitovane voltaze moze poremetiti pre nego sto stigne u ECU, i to tako sto ce usput slucajno ‘pokupiti’ ekstra-voltazu od strane drugih elektronskih sistema pored kojih prolazi.
Prosta logika nam govori da, s obzirom da se sve vise i vise elektronike koristi u modernim automobilima, sada postoji i mnogo vise zica koje sve te sisteme povezuju i to sve cini jedan veoma komplikovan sistem. Pa, ne. Vec sam naveo da od glavnog kompjutera imamo samo jednu univerzalnu magistralu koja povezuje sve vaznije sisteme. Ipak, ta ista magistrala ne moze da prolazi i kroz recimo vrata nekog automobila, s obzirom da i na vratima danas imamo pregrst prekidaca i uredjaja, kao sto na prilozenoj slici mozemo i videti, a koji se takodje moraju kontrolisati. E, na tim istim vratima cemo imati jedan modul koji ce sve prekidace i uredjaje u tim vozacevim vratima povezati u jednu celinu i, uz pomoc odredjenog broja posebnih mikroprocesora povezati sa glavnom magistralom, odnosno ECU-om. Dakle, gde god se nalazili moduli u automobilu, sa njima mora biti uparen i odredjeni broj mikroprocesora koje ce kontrolisati.To nas dovodi do one spomenute brojke od preko 50 mikroprocesora u citavom automobilu! Ovakav sistem povezivanja se najcesce naziva “multipleks”. Na primer, ako zelimo da otvorimo prozor na vozacevim vratima, pritisnucemo dugme i modul ce tada dobiti ‘signal’ da ‘pusti’ odredjenu kolicinu elektricne energije do motora koji pokrecu staklo. Ali ako pozelimo da otvorimo suvozacev prozor i to prekidacem sa vozaceve strane, onda ce, nakon pritiska na odredjeno dugme, modul sa vozacevih vrata poslati paket informacija ka magistrali. Modul sa druge strane vozila ce prepoznati taj paket i izvrsice zadatu komandu. Dakle, ne postoji zica koja vodi od prekidaca sa vozaceve strane pa do suvozacevih vrata, vec se to sve cini putem modula i univerzalne magistrale! Na slican nacin funkcionisu i druge komponente, bilo da se one odnose na aspekte komfora putnika ili mozda na aspekte sigurnosti (aktiviranje airbag-a, rad sistema stabilnosti, ABS-a…). Ipak, svaki od ovih sistema ima svoj specifican rezim rada, koji ce biti detaljnije opisan nekom drugom prilikom…
Svi pomalo pratimo desavanja na poznatim, svetskim salonima automobila i vidimo sve te modele sa svim njihovim tehnoloskim novotarijama. Eksploataciju takvih high-end sistema u automobile treba objasnjavati znacajnim napretkom u domenu elektronike i usavrsavanju samog ECU-a i njegovih mogucnosti. Danas tako, bez problema, mozemo imati DVD i MP3 u kolima, i to na nekoliko uredjaja (nekoliko ekrana i plejera); iz nase sobe sa naseg PC racunara mozemo za tren oka poslati MP3 muziku u automobil, i to uz pomoc npr. Bluetooth tehnologije… Mogucnosti su gotovo neogranicene, a to ce uskoro morati da pomeri granicu cak i voltaze koja se koristi u elektronskom sistemu automobila. Sa danasnjih 12-14V planira se skok na 42V, sto bi bilo sasvim dovoljno za efikasan rad svih potrebnih (i nepotrebnih) elektricnih uredjaja u ultra-modernom automobilu. Ovo bi bilo sve sto se tice nekih osnova ove tematike, a cesto cemo se, u buducim pricama, osvrtati na ovaj tekst. Mislim da je razlog za to vise nego ocigledan…

DOVLA:
Elektronski program stabilnosti – ESP

U poslednjih dvadesetak godina, gustina saobracaja i uopšte broj automobila na putevima se drasticno povecao, više nego udvostrucio. Uprkos ovoj cinjenici, broj saobracajnih nesreca se nije povecao. Uz veliki globalni napredak u samoj saobracajnoj infrastrukturi, velika zasluga ide i novim sistemima bezbednosti za ucesnike u saobracaju. Naravno, tu pre svega mislimo na putnike u vozilima, koji se danas voze u snažnijim, ali i bezbednijim automobilima. Nakon sigurnosnih pojaseva (Ford, 1955.), vazdušnih jastuka (GM, 1974.) i ABS sistema (Bosch i Mercedes-Benz, 1978.), pre desetak godina se došlo do još jednog velikog pronalaska koju >glavu cuva< u kriticnim situacijama. To je ponovo patent kompanije Bosch, originalno nazvan >Elektronisches Stabilitätsprogramm< (ESP). Vrlo brzo su svi svetski proizvodjaci uvideli efikasnost tada novog sistema i poceli su isti, u razlicitim varijantama, da ugradjuju u svoje serijske automobile. Otuda i veliki broj razlicitih naziva za njega, kao npr. VSC (Vehicle Stability Control, Toyota), CST (Controllo Stabilita, Ferrari), DSC (Dynamic Stability Control, BMW i MINI) itd. To je u suštini sve jedan te isti sistem, koji je jednostavne konfiguracije, ali izuzetno složene mehanike i elektronike. Pokušacemo da vam u daljem tekstu objasnimo neke osnove revolucionarnog ESP-a.--------------------------------------------------------------------------------------------
Nemacka kompanija Bosch je još odavno pocela ingeniozno da se implementira u automobilski svet svojim elektronskim sistemima. Ova kompanija (Robert Bosch GmbH, osnovana 1886. godine) je prva proizvodila elektroniku za startovanje automobila i od prvog dana je prakticno vezala sve proizvodjace automobila za svoje proizvode i usluge. Nakon proizvoda bazicne auto-elektronike, definitivno najveci njihov pronalazak jeste ECU, odnosno centralni kompjuter (kontrolna jedinica) automobila. Odatle je sve pocelo. Za ECU svakog modernog automobila je danas vezano sijaset Bosch-ovih proizvoda – od brisaca i grejaca zadnjih stakala, pa sve do ABS-a i ESP-a, o kojem ovoga puta govorimo. Inace, Bosch je najveci svetski dobavljac u auto-industriji sa godišnjim prometom od oko 50 milijardi dolara, ukupno 260.000 zaposlenih lica i preko 1000 zvanicnih patenata! Medju tih hiljadu našao se i ESP, odnosno program stabilnosti vozila.--------------------------------------------------------------------------------------------
Ovaj elektronski program stabilnosti nastoji, jel, da održi automobil stabilnim u svim uslovima vožnje. Ono što je njega proslavilo i etiketiralo kao vrlo efikasnim jeste funkcionisanje u ekstremnim, kriticnim situacijama. ESP ima mogucnost ispravljanja grešaka vozaca i reaguje umesto njega u potencijalno opasnim situacijama na putu. Primarna namena je održavanje putanje vozila, dakle, eliminacija bilo kakvog proklizavanja, pod- ili nad-upravljanja (understeer i oversteer), a to se postiže uklapanjem u postojece ABS i TCS sisteme. Dok za ABS svi verovatno znamo šta je, TCS je skracenica za >Traction Control System< i ima relativno malu ulogu kao nezavisan sistem – omogucavanje adekvatne trakcije tockova i podloge, najcešce pri kretanju iz mesta. Drugim recima, eliminiše njihovo proklizavanje, odnosno okretanje u mestu. Sa TCS-om nema više škripa guma pri naglom startu, ali ovaj sistem je danas mnogo znacajniji jer omogucava našem ESP-u znacajnu hardversku podršku. Ovom triu treba dodati i ECU kao glavni >nadzorni organ< u automobilu.--------------------------------------------------------------------------------------------
Kao što i sami vidite ESP prakticno nije nezavisan sistem, vec se sastoji i iz više drugih. Samo simultani rad ABS, TCS, ECU i ESP delova može dati rezultat, gde možemo pridodati još i BA (Brake Assist) i EBD (Electronic Brakeforce Distribution) sisteme kao relevantne. Osnova svega jeste da ESP kontroliše rad kocnica i motora vozila. Rad kocnica se kontroliše pre svega putem ABS-a, ali i svih njegovih pridružnih sistema (BA, EBD itd.). Shvatanje uticaja sistema stabilnosti vozila je vrlo jednostavan – zamislite da se vozite na sankama niz strm nagib prekriven snegom. Na onim obicnim sankama, naravno, nemate volan i prakticno morate upravljati putem nazovi >ESP principa<. Da bi skrenuli levo morate spustiti levu ruku u sneg i napraviti otpor o podlogu, logicno, obrnuto za suprotnu stranu. Tako vi prakticno kocite levom, odnosno desnom stranom vašeg >vozila< i menjate mu pravac kretanja. Slicna stvar se odvija i u automobilu koji je opremljen ESP-om. On, na osnovu velikog broja podataka iz nekoliko senzora, kroz ECU u trenutku odlucuje koji tocak, tj. koji tockovi i sa koje strane trebaju da koce kako bi vozilo što efikasnije održalo svoju inicijalnu putanju.--------------------------------------------------------------------------------------------
Razvitak ESP sistema je donosio i razlicite verzije i generacije ovog implementrianog uredjaja. Najveci progres iz generacije u generaciju je uglavnom vezan za broj razlicitih senzora i uredjaja koji daju važne informacije za njegov rad. Tako danas imamo aktuelan sistem koji poseduje brzinske senzore novijeg tipa na sva cetiri tocka, koji pored toga što mere brzinu pojedinacnog tocka, takodje i odredjuju smer njihovog kretanja i nagib pod kojim stoje u odredjenom trenutku, što je relevantno za prednje tockove. Pored njih, tu je i glavni orijentacioni senzor, koji je postavljen pozadi i na osnovu njegovog rada ECU zna u kom se smeru krece automobil, da li je došlo do naglih promena pravca, da li je došlo do vertikalne rotacije itd. Svi ovi senzori su povezani sa ECU-om, glavnim kompjuterom u automobilu, odakle se distribuira komanda samom vozilu. Komanda može biti usporavanje ili pak ubrzavanje rada motora zavisno od situacije, ali i kocenje tockova, i to svakog tocka ponaosob! Ovo se izvodi slanjem komande od ECU-a ka hidraulicnom modulatoru, koji se inace brine za pravilan rad ABS-a. Ovaj modulator je postavljen izmedju glavnog kocionog cilindra i kocionih cilindara u tockovima i tako prakticno kontroliše rad svakog tocka. Ranije je uticaj bio samo na dva, pa zatim na tri, medjutim danas aktuelna generacija sistema stabilnosti nezavisno utice na sva cetiri tocka simultano!--------------------------------------------------------------------------------------------
Brojne svetske studije o bezbednosti u saobracaju su nedvosmisleno pokazale da ovaj sistem po efikasnosti ide rame uz rame sa pronalascima kao što su sigurnosni pojasevi ili vazdušni jastuci. Najveci uzrok nezgoda sa fatalnim posledicama jesu upravo one zbog iznenadnih situacija i proklizavanja automobila. ESP pomaže da se vozilo održi na svojoj putanji, što je konkretno u SAD pomoglo da se godišnje spasi preko 7000 života, što je u procentima oko 30% manje nesreca sa tragicnim ishodom! Naravno, imajuci u vidu veliku kontrolu koju ova elektronika na sebe preuzima, mnogi vozaci prevashosno snažnijih, sportskih automobila su se žalili kako nemaju potpunu kontrolu nad kolima i da ESP znacajno smanjuje krajnje performanse. Od pre nekoliko godina se nudi kompromis u vidu tastera koji iskljucuje rad ESP sistema, ili kompjutersko podešavanje uticaja ESP-a u vožnji po želji vozaca. Ipak, ovo su ekstremni slucajevi i naravno da je preporucljivo da on stalno ostane ukljucen, pa tako u vecini modela koji nisu namenjeni nekoj bržoj vožnji i nema ove opcije. Dokazano je da ESP cuva živote i definitivno je poželjno imati isti ugradjen u automobil. Možda (i daj Bože) njegov rad nikad ne vidite na delu, ali u ekstremnim situacijama on svakako pruža veliku sigurnost vozacu i putnicima, pa se uskoro ocekuje da bude i zakonski standard za sve automobile koji se budu prodavali na tržištu.

DOVLA:
Varijante benzinskih agregata: HEMI, SVC i Hybrid

Ovaj tekst cu zapoceti subjektnivnim stavovima i vrlo pristrasno. Naime, ovih dana (meseci, godina…) na komercijalnom automobilskom tržištu prosto vladaju dizel agregati. Na brzaka su se poslednjih godina smenjivale razlicite generacije dizelaša sa direktnim ubrizgavanjem goriva, da bi se danas došlo do gotovo savršenog sistema >common-rail<-a. On u domen dizel motora uvodi cak i izrazite sportske karakteristike. A to dizel, složicete se, nikada nije imao. Medjutim, sva predvidjanja eminentnih strucnjaka iz oblasti se gotovo u potpunosti slažu da ce popularnost dizela dostici svoju kulminaciju tokom ove i sledece godine. Nakon toga, pre svega zbog sve vecih troškova izrade i njene komplikovanosti, doci ce do pada prodaje i same potražnje. A tada ce svi shvatiti zašto Otto-ov princip unutrašnjeg sagorevanja živi i traje vec više od jednog citavog veka sa konstantnom popularnošcu i zastupljenošcu. Motori sa takvom tradicijom su se na tržištu javljali u velikom broju tehnoloških izvedbi, a mi smo do sada pricali o dve možda i najpoznatije. U pitanju su agregati klasicne koncepcije sa cetiri takta, koji danas cine preko 90% svih benzinskih motora u automobilima širom sveta, kao i zanimljive Wankel-rotirajuce mašine. Dokazivajuci velicinu benzinaca, danas ce biti reci o još tri zanimljiva koncepta koji su doživeli, ili ce tek doživeti svetsku slavu. Sigurno ste culi za barem neki od njih – HEMI, SVC (>Saab Variable Compression<) i Hybrid sistemi.
Pocinjemo sa motorom cija je koncepcija danas, u okviru spomenuta tri sistema, svakako najpoznatija. Prava legenda i cista ekskluziva – naziv >HEMI< je oduvek bio rezervisan za najsnažnije motore jednog odredjenog ranga automobila. Najcešce sportskog ranga… Preskup za izradu, ali u potpunosti specifican u vožnji. Velika potrošnja benzina, ali fenomenalan zvuk koji Vas uvek tera da ponovo pritisnete papucicu gasa. Upravo zahvaljujuci ovom agregatu su americki sportski automobili dobili onaj naziv >muscle< (mišici, mišicav, engl. prim. prev.). Iako je HEMI benzinski agregat prvi put konstruisan u Evropi pre više od 100 godina, svoju prvu pravu primenu je našao na teritoriji SAD-a, pocetkom pedesetih godina prošlog veka. Tada je nastala prva generacija ovih agregata, ciji je najpoznatiji predstavnik bio model >331 HEMI<. Ljudi su tada u njegovih 180 konjskih snaga gledali kao danas u Bugatti Veyron-ovih 1001 KS. Imao je osam cilindara, dok je broj 331 oznacavao zapreminu u kubnim incama (5,4 litara). Ipak, ubedljivo najpoznatiji HEMI agregat ikada proizveden pripada drugoj generaciji. U pitanju je model oznake >426<, iz 1964. godine, sa kojim su te iste godine osvojena prva tri mesta poznate >Daytona 500< trke! Serijska varijanta je pokretala bezbroj razlicitih >muscle car< modela i sa svojih 7 litara zapremine i 425 KS je donela pravu revoluciju medju sportskim mašinama.Sa tehnicke strane, HEMI motor je vrlo slican današnjem standardnom agregatu. I on poseduje cilindre, klipove, radilicu, bregastu, ventile. Istorija je pisana samo na osnovu jedne male prepravke u okviru glave ovog motora.
HEMI nije skracenica neke oznake, vec je izvedenica od engleske reci >hemisphere<. Ova rec se odnosi na oblik kompresione komore koja se formira od strane, pre svega, glave motora, zatim unutrašnjih zidova cilindara i gornje površine klipa. Ukratko receno, upravo ova specificna komora lucnog oblika (kao što možete videti i na slici) je bila od presudnog znacaja i ona je je bila glavni razlog vrtoglavog rasta performansi tadašnjih agregata. Dakle, sve vezano za HEMI se vrti oko izraženih performansi ovakvog agregata, tako da je njegova primena uglavnom bila na velikim motorima sa velikim brojem cilindara. Zbog vece zapremine kompresione komore, razumljiva je i znacajno veca potrošnja benzina. Medjutim, u odnosu na tadašnje agregate sa ravnom glavom, HEMI je bio daleko efikasniji, i to u nekoliko aspekata. Prvo, toplotna izolacija je omogucavala konstantno visoku temperaturu unutar motora, što je najviše uticalo na veliki autput HEMI agregata izražen u kilovatima, ili konjskim snagama. Drugo, velicina ventila (i usisnog i izduvnog) je bila veoma velika i omogucavala je bolji protok smeše benzina i vazduha kroz sistem ubrizgavanja ka cilindrima. To je uticalo negativno na potrošnju, ali izuzetno dobro na odziv motora pri pritisku papucice gasa. Za razliku od tadašnjih agregata, ovi ventili su bili postavljeni iznad kompresione komore, a ne kao do tada u samom bloku motora, gotovo paralelno sa samim cilindrima. Trece, svecica na najvišem vrhu gornjeg dela spomenute komore doprinosi vrlo preciznim paljenjem smeše i sagorevanjem velike vecine sadržaja unutar komore. Ponovo je rezultat visoka efikasnost, kao i specifican >brundajuci< zvuk – svecica u jednom trenutku zapali veoma veliku kolicinu sadržaja unutar relativno velike kompresione komore.Ovakav tip agregata je doprineo i izraženoj težnji Amerikanaca za velikim mašinama – HEMI je svoju primenu nalazio samo u motorima sa šest ili više cilindara, odnosno 4 i više litara radne zapremine.
Izuzetci su motori koji su se ugradjivali u mali broj vozila koja nisu poticala sa prostora SAD-a. Mitsubishi je pocetkom sedamdesetih godina prošlog veka poceo sa ugradnjom agregata sa hemisfericnom komorom u svoj prvi model Lancer-a. Slican je našao primenu i kasnije u Hyundai-jevom Poniju, a njihova osnovna specificnost je bila mala velicina. Najmanji ovakav HEMI je imao tek 1,2 litra zapremine. Pored ova dva proizvodjaca, možda najpoznatiji primer primene ovakvog koncepta motora jeste štutgartski Porsche. Ni manje ni više – HEMI koncept je našao primenu u prvim modelima njihovog najpoznatijeg modela 911. Chrysler, koji je inace i komercijalizovao HEMI pre tih nekih pedesetak godina, se danas pobrinuo da HEMI ne bude samo deo prošlosti. Od 2003. godine HEMI motori su ponovo u upotrebi, sa gotovo neizmenjenom koncepcijom. Naravno, nema više karburatora, okruglih filtera za vazduh, a kontrola rada je u potpunosti u rukama kompjutera. Ipak, nije se gotovo ništa izgubilo od poznatih specificnosti. I dalje je prisutan taj fenomenalan zvuk, snaga je veca nego kod ostalih (americkih!) ekvivalentnih, benzinskih agregata i potrošnja je gotovo nenormalna! Danas cak i mi, Evropljani, imamo priliku da kupimo i vozimo automobil koji poseduju HEMI sistem. Kao i u SAD-u, i evropski Chrysler 300C i Jeep Grand Cherokee su opremljeni sa 5,7-litarskim V8 HEMI-jem, koji proizvodi maksimalnih 340 KS snage. Ovaj motor nije uvršten u DaimlerChrysler-ovu ponudu iz razloga što bi doneo nešto inovativno i efikasnije od svega što danas vozimo. On je tu da barem malo vrati tu nekadašnju tradiciju i duh, pa se tako i citav marketing ovih modela svodi na simpatije potencijalnih kupaca prema ovom nekadašnjem tehnološkom fenomenu. On danas ne cini vecinu automobilske ponude zbog mana koje su ga oduvek pratile. Problem sa velikom potrošnjom smo vec nekoliko puta spominjali, a pored toga ovakva koncepcija prakticno ne dozvoljava primenu više od dva ventila po jednom cilindru i teško je primenjiva na manjim agregatima. Ipak, HEMI i dan danas ostaje jedno malo remek-delo inženjerstva i svoje pozitivne specificnosti ce uvek nositi sa sobom.

Sledeci pasus je posvecen benzinskom agregatu cija je prica u potpunosti razlicita u odnosu na prethodni HEMI. Današnja produkcija HEMI-ja je svojevrstan pogled u sjajnu prošlost ovog sistema, dok je SVC (>Saab Variable Compression<) svojevrsan pogled u blisku buducnost automobilske industrije. Zapravo, danas još uvek ne postoji serijski automobil opremljen SVC benzinskim agregatom. U pitanju je jedna briljantna ideja švedskog proizvodjaca automobila, koja se ustvari odnosi na princip koji je vidjen veoma davno, još pre Drugog Svetskog rata. Za razliku od nekadašnjih motora sa varijabilnom kompresijom, koji su najvecu primenu imali u tenkovima i lokomotivama i ciji je najveci cilj bio mogucnost korišcenja goriva razlicitog tipa i kvaliteta, današnji SVC ima još nekoliko važnih ciljeva. Pored povecane rezistentnosti na lošije gorivo, cilj je i maksimalno iskorišcenje mogucnosti agregata (dakle, povecanje snage), smanjenje potrošnje, kao i ogranicavanje nivoa štetnih izduvnih gasova, tako da se ispoštuju cak i buduce vrlo rigorozne norme. Saab je poceo istraživanja na SVC projektu još krajem osamdesetih godina prošlog veka, ali je tek krajem devedesetih, kada su dobili znacajna sredstva od strane General Motors-a, zabeležen konkretan pomak ka stvaranju adekvatnog SVC benzinskog motora.Rezultat svega je verovatno najveci korak u sferi poboljšanja benzinskog agregata, nakon pojave turbo-punjaca i elektronske, kompjuterske kontrole agregata. 2000. godine je na ženevskom salonu automobila prezentiran prvi završeni SVC agregat, sa 1,6 litra radne zapremine i pet cilindara u liniji. Ova konfiguracija je odabrana nakon što su odbaceni jedan dvolitarski i jedan 1,4-litarski motor iz ranijih faza istraživanja. Na prvi pogled ovih 1,6 litara i pet cilindara ne deluju cudno ili barem drugacije u odnosu na današnje benzinske motore. Ali, ovaj agregat je umnogome drugaciji (citaj: bolji!) od svih današnjih njemu slicnih. Iz relativno male zapremine cilindara se, uz pomoc specificnog >supercharger<-a i jedne bitne tehnološke inovacije, izvlaci citavih 225 KS, uz 305 Nm obrtnog momenta! Dakle, to je motor kategorije ispod dve litre koji ima performanse jednog trolitraša. Drugi deo price je potrošnja benzina, koja nikako ne prelazi granice standardnih 1,6-litarskih agregata danas prisutnih na tržištu. I uz sve to, u potpunosti poštuje vrlo stroge (buduce) evropske emisione standarde.
Sam naziv ovog koncept-agregata inicira pojam varijabilne kompresije. Kao što verujem vec znate, pojam kompresije se odnosi na odredjeni pritisak i velicinu kompresione komore, koja se formira unutar cilindra kada je klip u >gornjoj mrtvoj tacki<. >Gornja mrtva tacka< klipa jeste maksimalna gornja pozicija prilikom njegovog kretanja kroz taktove, kada formira zatvorenu kompresionu komoru zajedno još sa glavom motora i unutrašnjim zidovima cilindara. Situacija u slucaju SVC-a je umnogome drugacija i u samoj postavci sistema. Prvo, spomenuti 1,6 SVC agregat nema konvencijalnu glavu motora, vec tzv. monoblok. Verovatno ste vec culi za ovaj izraz, poznati su WC monoblokovi koji se sastoje iz spojenog vodokotlica i WC šolje. Isti princip je primenjen i kod Saab-ovog motora – nema odvojene glave motora (vodokotlica), vec je ona pripojena citavom bloku (WC šolji). Ipak, ne radi se o kompozitnoj celini, vec se negde na sredini citavog motora nalazi presek, koji ga deli na njegovu donju i gornju stranu. Kao što možete videti na slici, uz pomoc nekoliko osovina, zupcanika i malih klipova, citav gornji deo monobloka se može pomerasti, odnosno menjati nagib (maks. 4 stepena). Zašto se to dešava? Upravo ova funkcija je kljuc citavog koncepta. Promenom nagiba gornjeg dela, menjaju se i pozicije koje odredjuju velicinu kompresione komore – smanjuju ukupan kompresioni odnos, koji tako može varirati od 8:1 do 14:1 (obratite pažnju na crveno obojenu komoru na slici sa poprecnim presekom). Veci kompresioni odnosi su karakteristika visoko-efikasnih agregata i tada se citav motor mnogo efikasnije iskorišcava.Sa druge strane, manji kompresioni odnosi u velikoj meri uticu na malu potrošnju i rezistentnost agregata na lošije gorivo. Citavom ovom procedurom barata specificni elektronski aktuator, pod kontrolom glavnog kompjutera vozila, i brine se da automobil u svakom režimu vožnje ima adekvatno podešen nagib monobloka. Pored toga, bitna je i uloga super-punjaca (>supercharger<), koji je upotrebljen umesto klasicnog turbo-punjaca jer može obezbediti mnogo veci pritisak sistema. On se koristi upravo zbog mogucnosti trenutne promene kompresionog odnosa pomeranjem monobloka – svi današnji serijski agregati sa punjacima imaju fiksnu vrednost kompresionog odnosa, koja je fabricki podešena na optimum mogucnosti motora (potrošnja, snaga, kvalitet goriva itd.). Takva fiksna vrednost ogranicava mogucnosti agregata i zato se u praksi koriste efikasni, ali dosta slabiji turbo-punjaci. Super-punjaci su karakteristicni uglavnom za velike, trkacke mašine i ne nalaze primenu na manjim motorima.
Konkretan primer bi mogao biti izmedju ovog Saab-ovog SVC modela i Porsche-ovog 911 Turbo. >Supercharger< na Saab-u ima maksimalnih 2,8 bara pritiska, dok je kod Poršeovog turbo-punjaca ta vrednost negde oko 2 bara. Usled ovakvih vrednosti zaista možemo ocekivati neverovatne performanse automobila sa SVC agregatom, a sve uz minimalnu potrošnju benzina! Naravno, osnovna mana citavog ovog koncepta je još uvek njegova složenost i cena koštanja, pa je iz tih razloga on još uvek na nivou koncepta. Na ženevskom salonu automobila 2000. godine je bilo potvrdjeno da ce GM investirati u finalizaciju ovog projekta. Tada su najavili rok od nekih maksimum pet godina, to jest primenu SVC motora u novim modelima Saab 9-3, odnosno 9-5. Pet godina je prošlo, ali se ni novi Saab-ovi još uvek nisu pojavili na tržištu. Nadajmo se da ce Švedjani naci rešenje za sve probleme na koje su u eksperimentalnom delu projekta naišli, jer se radi o fenomenalnoj ideji koja ce sigurno zadati veliki (možda i završni?) udarac svim današnjim snažnim dizel agregatima….
Na kraju, poslednji pasus je ostavljen za možda i najinteresantnije i najpopularnije rešenje od sva tri o kojima je bilo reci u ovom tekstu. Hibridni sistemi su jednostavno naprecac osvojili citav svet. Pionir u ovoj oblasti je svakako japanska Toyota, koja se danas može pohvaliti sa preko 500.000 proizvedenih hibridnih vozila! Naravno, vecinu tih vozila cini poznati model Prius, koji se u dve generacije (NHW10 i NHW20) proizvodi još od 1997. godine. Prva generacija se, doduše, prodavala iskljucivo u Japanu, dok je aktuelni Prius druge generacije (od 2003. godine) zastupljen na citavom svetskom tržištu. Koncept hibridnih automobila je postao toliko popularan pre svega zahvaljujuci osnovnom cilju ovakvih modela – niska potrošnja i minimalne emisije štetnih gasova. Osnovu citavog hibrid-sistema cine tri elementa. Prvi i još uvek najvažniji jeste benzinski agregat, koji je kod Tojote Prius VVT-i sa 1,5 litara radne zapremine. On je redukovan na samo 76 KS, iz prostog razloga što je u sistemu prisutan i drugi, elektricni agregat.Njegovih 67 KS u velikoj meri dopunjuju snagu benzinca, pa tako možemo racunati da Prius ukupno raspolaže sa nekih realnih 110 KS.
Treci i najbitniji element hibridnog sistema jeste specificni HSD (>Hybrid Synergy Drive<) elektronski sistem, koji prakticno povezuje oba agregata u jednu funkcionalnu celinu. Oni, zahvaljujuci HSD-u, mogu raditi zajedno u isto vreme, simultano; a takodje, može biti aktivan samo elektricni motor. HSD njihovu aktivnost odredjuje automatski, a vozac može samo pratiti citav proces putem velikog LCD monitora na sredini komandne table. Postoji i mogucnost da se Prius vozi iskljucivo na elektricni pogon, putem pritiska na odredjeni taster, ali ce se u slucaju povecane opterecenosti baterija automatski ukljuciti i benzinski agregat. Citav sistem je putem HSD-a podešen na najoptimalniju mogucu vožnju, sa što manje utrošenog goriva, ali i sa što više iskorišcene energije. Toyota Prius ne mora da se dodatno, eksterno dopunjuje elektricnom energijom, vec se ona pribavlja radom benzinskog agregata, ali cak i oslobodjenom kinetickom energijom prilikom kocenja! To u krajnjoj liniji cak doprinosi i smanjenju trošenja kocionih plocica… Prius takodje ima veoma nizak koeficijent otpora vazduha (0,26), a i redukovana je ukupna težina vozila primenom aluminijumskih delova karoserije. Sve je to zarad ekonomicnosti i veoma bitnog ekološkog faktora. Medjutim, nisu zanemarene ni performanse. Zahvaljujuci znacajno poboljšanoj bateriji, koja kod Prius-a druge generacije poseduje 28 modula sa po 6 celija (ukupno 168 celija), omoguceno je maksimalnih 500 volti, što je doprinelo znacajnom poboljšanju performansi u odnosu na prethodnika. Sa neverovatnih 400 Nm elektricnog motora u svakom trenutku (!) maksimalna brzina jeste slabašnih 170 km/h, ali je ubrzanje od 0-100 km/h zato negde oko 10 sekundi, što je vrlo dobar podatak. Zapravo, ovde je Prius najcudniji – ima vrlo cudna ubrzanja, koja se svode na pojacan rad elektricnog agregata. Dakle, stisnete papucicu gasa i ubrzavate, bez ikakve dodatne buke ili brujanja motora. Još bolje je kad sistem radi u režimu samo sa elektricnim agregatom. Tada je benzinski motor potpuno iskljucen i gotovo da nema nikakvog zvuka ispod haube!Pored toga, tada ne trošite gorivo i ne zagadjujete okolinu. Uzimajuci sve u obzir, ukupna potrošnja benzina je negde oko 4,3 litra na 100 predjenih kilometara, što je podatak koji nema nijedan današnji benzinac.
Zbog izuzetne popularnosti modela Prius, Toyota je na evropsko tržište lansirala još jedan serijski hibrid – luksuzni Lexus RX400h. Medjutim, ovaj model ima relativno veliki i snažan agregat sa šest cilindara u V-rasporedu i 3,5 litara radne zapremine, tako da u njegovom slucaju specificne osobine Prius-a nisu u potpunosti izražene… Iako pored ovog jednog benzinskog ima cak dva elektricna agregata, oni nisu dovoljni da bi se postigli rezultati na nivou Tojote Prius, jer su elektromotori isuviše slabi u odnosu na benzinca. Ipak, vrlo je pohvalno što je Toyota krenula u ovom pravcu. Najvece priznanje za ovu ideju je stiglo u vidu objedinjene nagrade za automobil godine u SAD-u za 2004. i Evropi za 2005. godinu. Do sada to nije nikome pošlo za rukom…

DOVLA:
Kocioni sistem

Nakon brojnih tekstova u okviru sekcije TECH koji su se ticali problematike kako efikasno pokrenuti automobil, red je da barem jedan posvetimo i tome kako isti efikasno zaustaviti. Glupo je pricati o tome šta i koliko kocioni sistem znaci u vožnji, jasno je da je jedan od najvažnijih zadataka inženjera u razvoju jednog novog automobila upravo napraviti što efikasnije kocnice, pritom vodeci racuna o tipu vozila, nameni i samoj ceni koštanja sistema. I sami ste svesni koliko se, u poslednjih nekoliko godina, pojavilo novih koncepata i (elektronskih) sistema koji potpomažu sigurno i delotvorno kocenje današnjih, modernih automobila. Jedan od prvih i revolucionarnih sistema koji je služio kao pomoc kocionom sistemu, ABS (>Anti-lock Braking System<), je danas vec standard na velikoj vecini vozila i još malo pa ce punih trideset godina otkako je upotrebljen prvi put. Ipak, neke osnove su oduvek bile u potpunosti identicne, pa tako nece biti problema i komplikacija objasniti osnovni princip funkcionisanja ovog veoma važnog sistema. Poluge, hidraulika, ulje, diskovi i doboši su, verujem, pojmovi sa kojima ste vrlo dobro upoznati, a vecinu od njih danas koristi i polovni Jugo 45 iz osamdesetpete, kao i najnoviji Maybach. I u jednom i u drugom modelu morate nogom pritisnuti pedalu da biste zakocili. U sledecem tekstu cemo se baviti pitanjem kako se tim, relativno laganim pritiskom uspeva zaustaviti nešto toliko veliko i teško kao što je automobil? E sad, tu je i pitanje zašto je potreban više nego duplo manji pritisak na pedalu Maybach-a nego kod spomenutog Jugica, iako je on par tona teži? Na kraju teksta ce biti i reci i nekim modernim rešenjima koji služe kao pomoc ovom sistemu.Upoznajmo se, za pocetak, sa nekim osnovnim problemima iz fizike, koji su od velike važnosti za svaki kocioni sistem.
U ovoj prici se sve vrti oko sile (F). Pocetna, iliti osnovna sila je ona kojom mi pritiskamo papucicu kocnice nadole. Ideja svega je da kocioni sistem multiplicira (poveca) tu pocetnu silu, koja bi tako bila višestruko veca na samom disku, odnosno dobošu, kojim se automobil koci. Kocioni sistem inkorporira nekoliko svojih delova da bi se to izvelo. Fizika koju je potrebno znati da bismo savladali ove osnove jesu, i to redom: poluga, hidraulika i trenje (frikcija). Poluga cini prvi, hidaulika drugi (i najveci), a trenje/frikcija treci deo kocionog sistema. Kao što verujem i pretpostavljate, efekat poluge je iskorišcen za pocetno multipliciranje sile kojom mi delujemo na samu papucicu. Dakle, ako imamo jednu jednostavnu polugu sa dva nejednaka kraka (na slici – levi je duplo duži od desnog), primenom sile na duži krak (zapravo papucica) dobijamo duplo vecu silu na desnom kraku. U stvarnom svetu, kraci desni krak je deo koji dalje vodi do sledeceg dela kocionog sistema i ovim jednostavnim principom vec u startu dobijamo par puta vecu silu koja se dalje prenosi kroz ostatak sistema. Da razjasnimo – takva, povecana sila se nece izgubiti i nece nikako oslabiti kroz ostatak sistema. Daljim delovanjem istog ona ce se samo povecavati. A za sledece delove sistema se moramo pozabaviti sa hidraulikom. I hidraulika je vrlo jasna – imamo zatvoren sistem ispunjen tecnošcu i najmanje dva specificna klipa na krajevima, koji se nalaze u savršeno zaptivenim cilindrima. Pritisnete jedan kraj (tj. klip) i taj ce se pritisak, pomocu tecnosti u zatvorenom telu, preneti na drugi kraj, tj. klip. Velika prednost ovakve hidraulike jeste da se ova vrsta pritiska, odnosno sila može prenositi kroz razgranat i cesto vrlo dugacak sistem. Od kvaliteta zatvorenog tela i osobina primenjene tecnosti zavisi da li ce se sila efikasno preneti sa jednog na drugi kraj. Stoga, kocioni sistem, u svom hidraulicnom delu, koristi specijalnu vrstu ulja, na koje komresija ne može uticati. Ali, naravno, cilj hidraulicnog sistema u kolima jeste da silu sa pocetnog dela višestruko uveca do svog krajnjeg dela.
Ovaj cilj se postiže menjanjem dimenzija klipova i cilindara. Kao što vidite na donjoj slici, kombinacijom užeg cilindra i klipa manje radne površine na pocetku sistema (precnik 5cm) i mnogo šireg cilindra i veceg klipa na kraju (15cm), dobijamo skoro devet puta vecu silu kao autput! Po slicnom principu radi i sistem u automobilu, s tim što on obuhvata i brojne pomocne uredjaje, poput servo-pojacivaca (>power booster<), glavnog cilindra i multifunkcionalnog ventila. Ovi uredjaji su upravo tim redom postavljeni u sistemu, pa cemo i tim redom bliže pojašnjavati njihovu ulogu i princip funkcionisanja. Nakon multifunkcionalnog ventila, koji je poslednji spomenut, hidraulika se nastavlja vodovima do aktivnih delova kocionog sistema – diskova ili doboša. Tu se zapravo i nalazi drugi kraj, tj. drugi cilindar sa klipom hidraulike, kojim se pomeraju plocice ka disku, odnosno gurtne ka dobošu (deo na koji se odnosi trenje/frikcija). No, o tome nešto kasnije, hajde da sada bliže pojasnimo spomenute uredjaje:.
o Servo-pojacivac – Osnovna i konkretna uloga ove sprave jeste da olakša posao vozacu, tj. da poveca silu koja ce se isporuciti ka drugom kraju hidraulicnog sistema. Uz pomoc vakuuma koji dobija od samog pogonskog agregata vozila (ili posebne vakuum-pumpe kod dizela), servo stvara potrebno povecanje pocetne sile. Kažem pocetne, jer se ovaj servo nalazi odmah nakon autputa poluge sa papucicom kocnice i zapravo nema nikakve direktne veze sa hidraulikom! Njegovo funkcionisanje je nešto složenije – kroz njegovu sredinu prolazi jedna dvodelna osovina, s jedne strane vezana za spominjanu polugu, dok druga (izlazna) strana vodi ka sledecem uredjaju, glavnom cilindru. Jedan od osnovnih delova ovog servo-pojacivaca jeste jedan mali ventil kojim se ustvari stvara vakuum unutar uredjaja. Spomenuta osovina je u ovom uredjaju odvojena, pa tako deo koji je u vakuumu implicira mnogo vecu silu ka autputu..
o Glavni cilindar – Njega ste verovatno imali prilike da vidite, ako ste otvarali haubu svog (ili necijeg) automobila. Ovo je zapravo pocetni cilindar sa klipom hidraulicnog sistema, iznad kojeg se nalazi rezervoar za kociono ulje. On je, iz sigurnosnih razloga, podeljen u dva dela, a i sam cilindar u sebi, iz istih razloga, sadrži dva klipa. Dakle, ako slucajno dodje do curenja tecnosti iz hidraulike (što je najopasnija stvar koja se može desiti), nece se u potpunosti izgubiti sposobnost kocenja. Stoga i postoje dva odvoda iz ovog cilindra – jedan koji vodi ka prednjim i drugi koji vodi ka zadnjim tockovima. Ova sprava sadrži i poseban senzor, koji obaveštava vozaca u slucaju curenja/gubitka ulja. Unutar samog cilindra su, kao što vidite na slici, klipovi postavljeni jedan za drugim i svaki je zadužen za jednu od odvodnih cevki. Pritiskom na pedalu kocnice, prvo smo aktivirali sistem poluge, koji dalje aktivira i pomera napred osovinu u servo-pojacivacu. Servo multiplicira ovu silu i njegova autput osovina, u istom pravcu dalje pokrece prvi od dva klipa unutar glavnog cilindra. Prvi klip tako krece napred i, pomocu tecnosti (ulja) i opruga koje se nalaze izmedju dva klipa, pokrece i drugi klip. Imajte na umu da su klipovi savršeno zaptiveni sa unutrašnjim zidovima glavnog cilindra, tako da je njihovo kretanje i delovanje na kociono ulje maksimalno efikasno. Stoga oni proizvode istu silu i nju na taj nacin šalju dalje kroz sistem vodova, koji je u potpunosti ispunjen spomenutim kocionim uljem. U startu su to dva voda, zbog vec objašnjenih sigurnosnih razloga. Te dve cevi dalje vode hidrauliku do sledeceg (pomocnog) uredjaja, koji se nalazi u neposrednoj blizini.
.
o Multifunkcionalni ventil – Naziv multifunkcionalni je dobio jer se sastoji iz (najcešce) tri razlicita uredjaja, spojena u jednu celinu. Dva voda iz glavnog cilindra prvo nailaze na ventil koji služi za pravilnu raspodelu kocione sile na tockove zadnje, odnosno prednje osovine. Ovaj ventil imaju samo automobili koji imaju napred disk, a pozadi doboš kocnice, i to zbog poznatog efekta da disk kocnice uvek koce pre nego doboši. Ako ovakav automobil ne bi imao ovaj ventil, prvo bi se kocilo prednjim tockovima, što i nije baš poželjno sa aspekta bezbednog zaustavljanja. Tako ovaj ventil izvesno (vrlo kratko) vreme ne dozvoljava pritisku da ode ka kocnicama (diskovima) napred. Naravno, kako je jedna cev koja dolazi iz glavnog cilindra namenjena prednjim, a druga zadnjim tockovima, ovaj ventil lako može napraviti selekciju šta je napred a šta je pozadi. Drugi deo multifunkcionalnog ventila jeste zapravo jedna vrsta prekidaca. Sa jedne strane ulazi jedna, a sa druge strane druga cev iz glavnog cilindra. U sredini ovog prekidaca imamo jedan mali klip koji, ako pritisak popusti na jednom od ova dva voda, ide levo ili desno i tako ustvari aktivira poseban prekidac. Tako se vozac u kabini obaveštava da je na jednom od ova dva voda pritisak popustio, najverovatnije zbog curenja. I, na kraju, treci i izlazni deo ovog uredjaja je ventil koji reguliše kolicinu pritiska koji ce ici na prednje, odnosno na zadnje tockove. Ovo zavisi od tipa vozila, ali kako su najcešca ona sa motorom napred, objasnicemo funkcionisanje na njihovom primeru. Dakle, automobili su najcešce teži napred nego li nazad. Stoga je potreban mnogo veci pritisak na kocnice napred, kako bi se uspostavio balans koji vozac i ocekuje prilikom kocenja, posebno onog naglog (znate ono kad se pri takvom kocenju zadnji kraj naglo izdigne?).Za ovo je upravo zadužen taj treci deo multifunkcionalnog ventila, nakon kojeg sistem vodova nastavlja dalje ka samim tockovima.
.
A pri samim tockovima, kao što vec znamo, mogu da se nalaze doboši ili diskovi. Logicno, rad i jednog i drugog tipa zavisi od pritiska, tj. sile dobijene putem hidraulicnog sistema, o kojem smo gore detaljno pricali. Kako je glavni cilindar (sa sve svojim klipovima) bio pocetak ove hidraulike, moramo ocekivati i jedan cilindar (sa klipom) na kraju sistema. Kako smo na samom pocetku objasnili, da bi se povecala sila pocetni cilindar mora biti manji (sa užim klipom), a krajnji veci (sa širim klipom). Upravo tako i izgleda kocioni sistem u automobilima, a uprošcenu šematiku, koja ce, verujem, pojasniti dosta toga, možete videti na pocetku ovog paragrafa. Dakle, i doboši i diskovi imaju svoj cilindar sa klipom, koji zapravo pomeraju sklopove kojima se vozilo koci. Oduvek je bilo nejasno zašto su proizvodjaci automobila toliko cekali na upotrebu disk-kocnica. To kažemo s obzirom da je taj sistem nekako najlogicniji za primenu. Hajde sad konkretno. Doboš kocnice su danas vrlo retke i u 99% slucajeva se koriste za zaustavljanje tockova samo sa zadnje osovine. Jedini konkretan razlog za to je što se time umnogome olakšava sistem za aktiviranje rucne, tj. parking kocnice, koja uvek koci samo tockove pozadi. U svakom slucaju, ovaj tip kocnica je ime dobio po dobošu, koji je ustvari spoljni, rotirajuci deo sklopa. U unutrašnjem delu se nalaze dve gurtne, koje su blizu rotirajuceg doboša i koje se pomeraju/aktiviraju pomocu cilindra, njegova dva klipa i složenog sistema opruga.Dakle, Vi pritisnete papucicu kocnice, sila prodje kroz citav sistem, dodje do (zadnjih) tockova i aktivira spomenute klipove u cilindru pri dobošu.
Jedan klip, pomocu sistema opruga, pomera jednu, a drugi klip drugu gurtnu, koje se sabijaju uz doboš koji se okrece. Tako se vrši kocenje doboš-kocnicama, dakle, po slicnoj osnovi kao i sami diskovi – pomocu trenja/frikcije. Stoga se, naravno, ovi delovi i troše, pa je posle izvesnog vremena rada neophodna zamena gurtni i, redje, obrada doboša. Obrada doboša se svodi na obradu njegove unutrašnje, radne površine, sa kojom on ima kontakt sa gurtnama. Ta površina mora biti ravna, kao i ona na gurtnama. Spomenuli smo i da je primena doboš kocnica važna zbog parking kocnice. Važna je jer je njeno aktiviranje vrlo prosto i samim tim i jeftinije za izradu – rucna kocnica je sajlom, kroz kablove, vezana sa dve omanje šipke unutar sklopa doboša. Njenim pomeranjem pomeraju se i ove šipkice, koje vrlo jednostavno koce, tj. priljubljuju gurtne trajno za doboš. Usled sve vecih zahteva i ubrzanog razvoja novih tehnologija u automobilskoj industriji, doboš-kocnice danas sve manje nalaze primenu, najviše zbog svoje vrlo ogranicene efikasnosti. Proizvodjaci koji ih još uvek koriste rade to uglavnom zbog uštede u troškovima..
Sa druge strane, disk-kocnice su danas najrasprostranjenije. Njihov sklop je jednostavniji i znacajno efikasniji od onog kod doboša. Kao što pretpostavljamo i znate, osnovni delovi tog sklopa jesu disk, klješta i plocice. Danas postoji veliki broj razlicitih varijacija disk-kocnica, ali je najcešci tip sa samoventilirajucim diskovima i sa jednim, pomicnim klještima. Taj cemo i mi uzeti u obzir. Kao što vidite na poprecnom preseku sklopa, cilindar sa jednim klipom se nalazi sa desne strane diska, na strani ka motoru vozila. Putem hidraulike, kociono ulje pomera ovaj klip ka napred, tj. ka rotirajucem disku. Telo ovog cilindra, u kojem se klip nalazi, zapravo predstavljaju klješta, na koje su dalje smeštene plocice (sa jedne i sa druge strane diska). Nakon što, usled primene sile, unutrašnja plocica dodje u kontakt sa unutrašnjom stranom diska, preostala sila se distribuira u suprotnom smeru i tako deluje na suprotni, unutrašnji zid cilindra. U tom cilindru se nalazi klip, koji je upravo pomerio unutrašnju plocicu ka disku. Unutrašnji zid tog cilindra su, kao što rekosmo, klješta, koja se sad pomeraju ka unutra (ka motoru vozila), približavajuci tako spoljašnju plocicu ka spoljašnjem delu rotirajuiceg diska. Tako se identicna sila aplicira na obe plocice i sa obe strane diska. Naravno, dva je minimalan broj ovih plocica, a može ih biti i cetiri, šest, osam… zavisno od potrebe. Naravno, one se troše i moguce ih je koristiti sve dok se ne potroše do dela koji je vezan za elektrcni sistem automobila. Tada senzor ukljucuje posebnu lampicu (ili bilo koji drugi obaveštajni interfejs) koja ukazuje vozacu na zamenu kocionih plocica. Ako se plocice ne zamene na vreme, one mogu ishabati i oštetiti same diskove, pa ce biti potrebna i njihova obrada. Radna površina diskova mora biti ravna, zbog što vece efektivne kocione površine. Pored toga, diskovi imaju problema i sa zagrevanjem. Osnovi fizike nam ukazuju da automobil, u pokretu, poseduje odredjenu kolicinu kineticke energije. Kocenjem, mi smanjujemo tu kolicinu energije, koja se tada konvertuje u toplotu.
Toplota se javlja upravo na diskovima, koji stoga moraju posedovati odredjeni sistem za hladjenje. Previše toplote povlaci i sve lošije i lošije kocione performanse, pa tako diskovi, u svom središnjem delu, imaju splet otvorenih kanala koji služe za hladjenje. Ovo je i najveci problem sa kojim se susrecu npr. proizvodjaci sportskih automobila, jer toplota diskova pri ekstremnim kocenjima može dostici i 1000 Celzijusovih stepeni! Najefikasnije rešenje je, za sada, ponudio nemacki Porsche – diskove proizvedene od posebne vrste visoko-rezistentne keramike. Oni se mnogo teže zagrevaju, što poboljšava efikasnost kocnica. Treba spomenuti i to da, u slucaju da vozilo nema doboš-kocnice, parking kocnica funkcioniše preko posebnog sistema, koji je nezavistan od citavog hidraulicnog sklopa. Sajlom se rucna kocnica posebnim putem povezuje sa klještima na zadnjim tockovima..
U stalnoj težnji za povecanjem sigurnosti ucesnika u saobracaju, u poslednjih par decenija se sve više razvijaju posebni, nezavisni, elektronski sistemi koji pospešuju rad citavog kocionog sistema automobila. Najpoznatiji i najcešce primenjivani sistem je svakako ABS, to jest >Anti-lock Braking System< (ili u originalu na nemackom – >AntiblockierSystem<). On, kao i ostali elektronski sistemi, nije konkretan deo osnovnog kocionog sklopa u automobilu. ABS je poseban uredjaj sa zasebnim sistemom, koji pomaže sigurnije i kontrolisanije naglo zaustavljanje vozila. Tvorac je nemacki Bosch, koji ovaj sistem razvija pocev još od kraja tridesetih godina prošlog veka. Medjutim, tek 1978. godine je ABS prvi put primenjen u jednom serijskom automobilu, naravno – u Mercedes-ovoj S-klasi. Tokom sledecih dvadeset i kusur godina, on je znacajno usavršen i danas vec predstavlja standard velike vecine novih automobila. Sastoji se iz cetiri osnovna dela – senzori, ventili, pumpa i kontroler. Senzori se (najcešce) nalaze na svakom od cetiri tocka i služe da ABS prepozna situaciju kada bi neki od tockova mogao da se u potpunosti zakoci (>zakljuca<). Ideja svega jeste da se, prilikom naglog kocenja, tockovi ne zautave u potpunosti. Tada se gubi kontrola na automobilom, koji može otklizati u nepoželjnom pravcu. ABS ne dozvoljava da se tockovi tako ukoce i time daju mogucnost vozacu da normalno upravlja vozilom, iako je pedala kocnice pritisnuta do kraja.Dakle, ventili prepoznaju potencijalni trenutak kada ce se tockovi zaustaviti, o tome obaveštavaju elektricni kontroler (glavni procesor ABS-a), koji dalje šalje informacije ka ventilima. Ventili su vezani za hidraulicni deo kocionog sistema, i to posle glavnog cilindra. Oni imaju mogucnost da u jednom trenutku delimicno ili u potpunosti zaustave pritisak, koji bi se aplicirao dalje ka diskovima/dobošima. Stoga, iako je naša noga cvrsto na pedali kocnice, ABS može da dozvoli rotiranje jednog ili više tockova. Tako se dobija mogucnost kontrolisanja vozila pri naglim kocenjima i znacajno se skracuje zaustavni put na suvim podlogama. Ako ste ikada vozili i naglo zakocili automobil koji poseduje ABS, verovatno ste primetili karakteristicno >pulsiranje< papucice u trenutku kocenja. To manifestuje rad ovog sistema, koji cak do 15-20 puta u sekundi može da otvori i zatvori spomenuti ventil i tako omoguci sigurno i pravolinijsko zaustavljanje, bez >zakljucavanja< tockova. Najmoderniji sistemi danas imaju cetiri senzora sa ukupno cetiri kanala, tj. cetiri ventila. Dakle, svaki kontroliše po jedan tocak i time se još više povecava efikasnost. Medjutim, brojne studije su pokazale da se ABS ne snalazi baš najbolje na klizavijim podlogama. Na suvim se kocioni put znacajno smanjuje, ali se na snegu, ledu, blatu i slicnim podlogama on znacajno povecava! Pored toga, mnogi ljudi nisu svesni efekta koji ovaj sistem proizvodi, pa neiskusni vozaci cesto puštaju papucicu kocnice usled vrlo snažnog >pulsiranja< iste. Savet: ako vozite automobil koji je opremljen ovim sistemom, pri naglom kocenju uvek držite kocnicu pritisnutu do kraja i upravljajte volanom po potrebi. Ako automobil nema ABS, onda je poželjno simulirati njegov rad brzim i snažnim pritiskanjem i otpuštanjem papucice. >Anti-lock Braking System< je vezan i za ostale sisteme koji se ticu kocenja – >Brake Assist<, >Cornering Brake Control<, pa cak i ESP (>Electronic Stability Program<), koji pronalazi pravilnu putanju vozila u krivinama pomocu velikog broja laganih kocenja tockova. Jedan od danas najcešcih i najvažnijih, od svih gorespomenutih, jeste >Brake Assist<.
BA (>Brake Assist<) je uredjaj, odnosno sistem koji otvara brojna vrata drugim idejama o prevenciji saobracajnih nezgoda. Sam po sebi, on nastoji da, uz pomoc posebnih pumpi, u trenutku poveca pritisak/silu u kocionom sistemu i time preduhitri vozaca u naglom kocenju. BA sistem pomocu senzora na samoj papucici kocnice i onih koji mere brzinu vozila pretpostavlja potencijalno naglo kocenje i tako vrlo brzo može reagovati sa velikim pritiskom unutar kocionog sistema. Ovaj uredjaj je razvijan od strane Daimler-Benz-a tokom devedesetih godina prošlog veka, a pogadjajte u kom je modelu automobila doživeo svoju premijeru 1996. godine? Osnovu BA sistema je Mercedes dalje iskoristio za kreiranje novih uredjaja, pa tako danas imamo novu generaciju >BAS Plus<. On se ugradjuje u najnoviju S-klasu oznake W221 i najveci novitet jeste primena senzora radarskog tipa, koji mere i odstojanje u odnosu na automobil ispred. Stoga, ako se distanca naglo smanji – kocnice pripremaju veliki pritisak u sistemu i oslobadjaju ga i na najlakši pritisak noge na papucicu. Tako cete sigurno sacuvati prednji deo vozila od kontakta, ali teško i zadnji ako je neko išao iza Vas… Dalja implementacija BA sistema se odnosi i na najnoviji >Distronic Plus<. Ovaj sistem sada ima mnogo manje veze sa samim vozacem, potpuno je automatski i reguliše distancu izmedju vozila na putu, povecavanjem pritiska u kocionom sistemu iako pedala nije pritisnuta. Postoji i niz drugih uredjaja sa kojim BA ima vezu, što samo pokazuje njegov znacaj. Sve to ukupno pokazuje koliko je složen, pa samim tim i bitan jedan moderan, kocioni sistem. Sve izneto u prethodnom tekstu predstavlja samo osnove citave price; u praksi je to sve složenije, komplikovanije i razgranatije.

DOVLA:
Manuelna transmisija

Medju najvaznije delove, to jest sisteme svakog automobila se zasigurno ubraja i njegova transmisija. Svaki automobil mora obavezno imati svoju transmisiju jer se koncepcija pravilnog rada motora zasniva i na optimalnom iskoriscavanju snage istog, kao i na pravilnom prenosenju realne snage motora na pokretacke tockove. I sami znate sta bi se desilo kada bi bilo koji moderni automobil imao samo jednu tzv. “brzinu”, to jest kada bi se snaga i obrtaji motora direktno prenosili na diferencijal, odnosno tockove. Ista stvar kao i sa, na primer, “Pony” biciklom. Ovaj bicikl okretaje pedala prenosi lancem do osovine zadnjeg tocka, odnosno do jednog zupcanika na toj osovini. Taj zupcanik je obicno neke srednje velicine i time se vrsi kompromis izmedju efikasnijeg starta i velike brzine. Naime, “ponika” moze lepo i brzo da se startuje, ali da bi se omogucila makar priblizno velika brzina jednom recimo mauntin-bajku moralo bi se pristupiti ekstremno rapidnom okretanju pedala, sto je najcesce vrlo tesko i nemoguce. Zato danas moderni bicikli imaju po nekoliko zupcanika i na osovini i na pedalama, omogucavajuci tako veoma raznovrsnu voznju – lako savladjivanje strmih uzbrdica koriscenjem nizeg stepena prenosa, odnosno veceg zupcanika na osovini, i obrnuto za brzu voznju po ravnim putevima i nizbrdicama. Potpuno identican, ali mnogo slozeniji je princip kod automobila. Mnogi se verovatno pitaju zasto na biciklu danas imamo toliko veliki broj stepena prenosa (18 i vise), a na kolima tek nekih 4-6? Odgovor je vrlo jasan – automobil trosi gorivo i on se ne umara i tako moze da se eksploatise na racun vece potrosnje goriva.S druge strane, transmisija na ‘bajku’ je konstruisana tako da sto vise smanji napor koji ce neka osoba uloziti da pokrene isti – dakle, vise zupcanika radi sto lakse voznje. U ovu pricu mozemo nadovezati i teske kamione, autobuse i slicna vozila. Svi znamo da spomenuti imaju menjace sa mnogo vise stepeni prenosa nego li klasican automobil, a to je uglavnom zbog specificnih potreba tih vozila. Tu se racuna na ekstremne situacije poput pokretanja jednog npr. velikog kamiona prepunog nekog teskog materijala – uzbrdo. U ovom slucaju nam je potrebna pre svega izuzetna snaga a zatim i adaptirana transmisija – prva brzina ovog kamiona je specijalno podesena da kamion lakse savladava ovakve situacije. Kao i kod bicikla, prvi zupcanik u transmisionom sistemu ovakvog kamiona je izuzetno veliki i time se on vrlo lako moze zarotirati, ali pritom zahtevajuci veliki broj obrtaja motora. Ovim primerom se lako moze objasniti i cinjenica da se na ravnom putu kamion uvek iz mesta mirovanja pokrece iz druge, nekad i trece brzine. Jednostavno, prva se koristi samo u specijalnim slucajevima i nema neku upotrebnu vrednost u normalnoj voznji.
Dakle, sama koncepcija manuelne transmisije kod serijskih automobila je vrlo jasna i jednostavna. Generalno, u ovom sistemu imamo nekoliko zupcanika razlicite velicine koji su povezani sa tockovima preko diferencijala, koji su opet, sa druge strane, povezani drugim zupcanicima koje pokrece motor. Simple as that. Jeste, koncepcija je zaista ta, ali u praksi tu postoji mali million detalja i osobina koje umnogome usloznjavaju citav taj proces. Kao na primer, kako ubaciti transmisiju u rikverc? Za sada znamo da se automobil pokrece na osnovu obrtaja motora koji se prenose na pogonske tockove. Kako obrnuti smer okretanja tih obrtaja motora u suprotnu stranu kako bi automobil mogao da se krece i unazad? Videcete kasnije, vrlo lako… Sada cemo poceti sa nekim osnovnim stvarima. Svaki motor svakog automobila radi po istom principu – omogucava se rotiranje i tako postize odredjeni broj obrtaja u minuti. Svaki motor individualno ima svoj interval obrtaja u kojem se on bezbedno vrti. To se najlakse vidi gledanjem u obrtometar na komandnoj tabli. Jace masine imaju veci interval, dok se on znacajno smanjuje kod dizel-masina cime se objasnjava cinjenica da se manuelni menjac sa sest stepeni prenosa najcesce srece u jacim dizelasima.Jednostavno, njihov motor ulazi u “opasne obrtaje’ (crvenu zonu) vec negde nakon 4000 obrtaja i samim tim zahteva veci broj stepena prenosa radi veceg iskoriscenja mogucnosti motora. Veliki broj brzina im omogucava jako brz start, ali i manju potrosnju goriva. Tu je odmah i druga strana price. Ako je neko nekada vozio Opel Kadett u GSI verziji, mogao je na njegovoj LCD komadnoj tabli primetiti graficki prikazan obrtometar. Sa strane preglednosti on nije bio nista posebno, ali nama ovde u nasoj prici dosta pomaze. Naime, primetili ste sigurno da je taj obrtometar nepravilnog oblika – to jest, napravljen je u obliku neke krive koordinatnog sistema na kojoj se ocitavaja trenutni broj obrtaja motora. Ta kriva raste vrlo rapidno do nekih 5-5.500 obrtaja, da bi zatim naglo opala i zavrsila se na nekih 7.000. Ta kriva zaista predstavlja krivu sa pravouglog koordinatnog sistema, i to onog pomocu kojeg se predstavlja obrtni momenat motora, odnosno njegova snaga u KS. Dakle, snaga raste od 1.000 obrtaja pa navise, sve do spomenute tacke gde kriva dozivljava svoj maksimum. Tada motor koristi svu svoju raspolozivu snagu, tj. radi na svom maksimumu. Nakon tih 5.500 obrtaja (gde se nalazi maksimum) ulazi se lagano u crvenu zonu, motor se preopterecuje i snaga pritom opada. Nakon izvesnog vremena voznje u crvenoj zoni, motor ce zasigurno eksplodirati! Cilj transmisije je, izmedju ostalog i da se motor nikada ne okrece u crvenoj zoni, obezbedjujuci bezbedan rad uz maksimalno bezbedno iskoriscenje njegovih mogucnosti kroz tih nekoliko, specijalno konstruisanih “brzina”.
Pre nego sto predjemo na upoznavanje osnovnih delova svake manuelne transmisije, treba objasniti jos jednu stvar. Ako ste ikad citali neki ozbiljniji auto casopis/katalog, mogli ste videti izvesne podatke o transmisionom odnosu za svaku od odredjenog broja brzina koje taj neki automobil poseduje. Dakle, to su one cifre u obliku razmere – 2,399:1; 1,081:1; 0,887:1 itd. Sta to znaci? To je zapravo odnos izmedju broja obrtaja motora i broja obrtaja tockova, odnosno zupcanika u odredjenom stepenu prenosa. Uzmimo na primer ova tri gorespomenuta podatka. U prvom slucaju, imamo odnos 2,399:1. Sa leve strane ove razmere uvek stoji broj obrtaja motora, dok jedinica sa desne predstavlja broj obrtaja autputa transmisije ka diferencijalu (prakticno, broj obrtaja pogonskih tockova). Znaci, pri 2399 obrtaja motora u minuti, autput transmisije ce se obrnuti 1000 puta za isti vremenski period. Imajuci u vidu da je ovaj odnos po velicini znacajno na strani obrtaja motora (napravi 1399 vise obrtaja u minuti) dolazimo do nekakvog zakljucka da je ovaj odnos karakteristican za prvi stepen prenosa nekog serijskog putnickog automobila.Drugi gorespomenuti primer bi mogao biti neki treci ili cetvrti stepen, dok treci primer zasigurno moze biti poslednji u toj transmisiji – peti ili eventualno sesti, imajuci u vidu manji broj obrtaja motora u odnosu na obrtaje autputa, tockova.
Konkretno objasnjenje kako manuelna transmisija funkcionise cemo prvo predstaviti na vrlo jednostavnom primeru dvostepene transmisije. Takav vid transmisije je prikazan i na slici koja prati ovaj pasus. Dakle, sa slike mozemo zapaziti nekoliko celina ovog prostog sistema. Idemo sleva na desno. Prvi na slici je zeleno obojeni zupcanik koji rotira oko svoje ose, koja je u ovom slucaju nastavak, odnosno autput sa samog motora vozila. Znaci, motor pravi odredjeni broj obrtaja koji se putem te zelene osovine prenosi na zeleni zupcanik i on, dakle, rotira istom brzinom i u istom smeru kao i motor. Dalje imamo crveni zupcanik koji se nastavlja na zeleni. Oni su uvek vezani i uvek zavise od same brzine okretanja motora. Ovim zupcanikom i vezom izmedju autputa motora i inputa transmisije se omogucava pokretanje donje transmisione osovine (‘layshaft’) koja, pored spomenutog crvenog zupcanika, sadrzi jos izvestan broj istih. Taj broj preostalih zupcanika je jednak broju stepena prenosa (“brzina”) automobila. Ono sto je ovde vazno zapamtiti jeste to da se ova donja (crvena) osovina okrece istom brzinom, ili u uvek istom odnosu sa brzinom okretanja motora. Vezu izmedju crvenih i plavih zupcanika najlakse mozemo objasniti primerom sa pocetka ovog teksta – biciklom. U nasem ovde predstavljenom slucaju imamo crveni zupcanik, koji predstavlja zupcanik kod pedala na biciklu i plavi zupcanik, koji je zupcanik na zadnjoj osovini bicikla. Okretanjem pedala mi u realnom vremenu uticemo na pokretanje prvog zupcanika, koji je lancem vezan za jedan od onih zupcanika na zadnjoj osovini. Na nasem primeru, crveni zupcanik je onaj kojeg pokrece motor, dok su plavi vezani za osovinu koja predstavlja autput transmisionog sistema i vezana je za diferencijal, odnosno same pogonske tockove! Naravno, na slici se primecuje da su svi ovi zupcanici (po jedan crveni i plavi za svaki stepen prenosa) razlicite velicine i da, kada bi svi bili povezani (kao sto je na slici i prikazano) uopste ne bi bili sinhronizovani i to bi dovelo sigurno do pucanja osovine ili nekog od zupcanika.E sada – tacno je da su svi crveni i plavi zupcanici vezani, ali, za razliku od crvenih, plavi se slobodno okrecu oko svoje ose, odnosno nisu vezani za osovinu na kojoj se nalaze, imaju male lagere koji im omogucavaju slobodno rotiranje! Dakle, u nasem slucaju ce oko svoje ose rotirati oba plava zupcanika, i to desni brze od levog. Kako sada vezati osovinu koja jedina na nasoj slici miruje i koja zapravo predstavlja autput i vezu transmisije sa tockovima? Lako – uz S… Ovde na scenu stupa ljubicasti deo, jedna posebna vrsta karike kruznog oblika, koja je specijalnom viljuskom vezana za samu rucicu menjaca. Ova karika je, za razliku od plavih zupcanika, fiksirana za autput-osovinu!
Pomeranjem rucice menjaca unapred (ubacivanjem u prvu brzinu), mi zapravo pomeramo ovu kariku unazad. On se tada vezuje za plavi zupcanik (zupcanik prvog stepena prenosa) i to tako sto odredjena ispupcenja sa strane, na samoj karici, ulaze u udubljenja na plavom zupcaniku. Tako se ta karika i odredjeni zupcanik vezuju i, s obzirom da je ovaj prvi (karika) direktno vezan sa autput-osovinom, izvrsavaju rotiranje. Tako se posredno vezuju zeleni, crveni i na kraju i odredjeni plavi zupcanik. Na drugoj slici u ovom pasusu mozemo videti nasu dvostepenu transmisiju u prvom stepenu prenosa, dok je u gornjoj slici predstavljena ler pozicija. Ovo je zaista najjednostavniji prikaz manuelne transmisije i odmah u startu se namece jedno pitanje: kako je moguce povezati kariku (ljubicasti deo na slici) sa plavim zupcanikom, ako smo ranije rekli da se plavi krece u istom tempu kao i sam motor? Kako je moguce tako lako izvrsiti prebacivanje stepena prenosa kada je sve to u pokretu?! Pa, i nije moguce. Ovde dolazi do vrlo bitne uloge kvacila. Kvacilo na poseban nacin odvaja rad motora i osovine koja vodi do transmisionog sistema (zelena osovina na slici). Time se na odredjeni trenutak zaustavlja rotiranje svih zupcanika unutar sistema, da bi se nesmetano povezali karika i zupcanik odredjenog stepena prenosa. Pustanjem pedale kvacila, ponovo se vezuju rad motora i transmisija, pa se tako rotiranje prenosi i na autput-osovinu transmisije putem odredjenog (plavog) zupcanika.OK, lako je to sve bilo objasniti na primeru manuelne transmisije sa samo dva stepena prenosa, ali kako to sve izgleda kod, danas najcesce, petostepene transmisije?
Princip je u sustini isti, samo sto sada imamo vise stepena prenosa, sto povlaci vise zupcanika, takodje imamo i posebne zupcanike za rikverc, kao i vise viljuski vezanih za samu rucicu menjaca. Na primeru sa dva stepena prenosa imali smo samo tri pozicije rucice menjaca – LER (neutral), kada je pozicija rucice u sredini kao i sama pozicija karike (izmedju plavog zupcanika prvog i drugog stepena prenosa); zatim PRVI stepen prenosa, kada pomeranjem rucice unapred kariku pomeramo unazad, povezujuci je tako sa predvidjenim zupcanikom i DRUGI stepen prenosa, kada rucicu pomeramo unazad. To je, dakle, klasicna linijska transmisija. Svi znamo da danas na serijskim automobilima imamo transmisiju H – tipa. Ona je takve, slozenije koncepcije radi uspesnog uklapanja svih 4, 5 odnosno 6 stepeni prenosa. Petostepena transmisija sadrzi 5 plavih zupcanika + rikverc, sto zahteva i 3 karike (po jedna izmedju zupcanika prve i druge, trece i cetvrte, pete brzine i rikverca) kao i 3 viljuske. Ovo mozemo videti i na prilozenoj slici koja nam slikovito prikazuje sistem petostepene transmisije. Pomeranjem rucice ulevo aktiviracemo prvu kariku, kada biramo da li cemo je staviti u polozaj za prvi ili drugi stepen prenosa. Vracanjem rucice u centralni polozaj aktiviracemo drugu kariku koja se odnosi na treci i cetvrti stepen, dok pomeranjem rucice u krajnji desni polozaj u akciju stavljamo poslednju, trecu kariku kada biramo izmedju najvece, pete brzine i rikverca.Postoji nekoliko modaliteta ovog H-sablona, gde rikverc moze biti i uz prvu ili drugu “brzinu”. Dakle, sam princip funkcionisanja ovog sistema je cak i jednostavan. Slozenost ovde predstavlja povezivanje, odnosno sinhronizacija izmedju odredjenih zupcanika, to jest generalno izmedju motora i transmisionog sistema. Zato su i bitni oni gorespomenuti odnosi izmedju brzine rotiranja motora i autputa transmisije. I na samim slikama mozemo videti razliku u velicini izmedju pojedinih zupcanika – (plavi) zupcanik prvog stepena prenosa je izrazito velikog, dok je njegov (crveni) zupcanik-pokretac izrazito malog precnika. To omogucava veliki jaz u odnosu izmedju brzine rotiranja motora i transmisije i omogucava lakse pokretanje automobila iz mesta,ali ne obecava veliku brzinu.
Samom tom logikom nalazimo da se dalje, kako se povecava broj stepena prenosa, (plavi) zupcanici koji se nalaze na autputu transmisije smanjuju a pokretaci (crveni) povecavaju. U ovom sistemu postoje brojni detalji o kojima se mora voditi racuna pri konstrukciji, kao na primer specijalni sinhronizeri koji pomazu laksem povezivanju karika u transmisiji sa odredjenim zupcanikom uz pomoc frikcije izmedju njih. Oni obezbedjuju minimalno vreme brzine promene stepena prenosa, ali konkretno o njihovom radu necemo sada… Ostao sam Vam duzan jos i princip funkcionisanja rikverca. Kao sto sam na pocetku teksta i rekao, princip hoda unazad je vrlo jednostavan. Rikverc funkcionise kao i svaki drugi normalan stepen prenosa – dakle, ima svoj (plavi) zupcanik koji rotira slobodno oko svoj ose i koji je povezan pokretackim (crvenim) zupcanikom. Jedina razlika kod ovog sistema je prisustvo jos jednog ekstra zupcanika, vrlo malih dimenzija, koji se nalazi izmedju plavog i crvenog (na slici). Logikom, taj mali zupcanicic menja smer kretanja osovine autputa transmisije i tako obezbedjuje kretajne unazad. Odavde mozemo uvideti da se automobil, sa rucicom u poziciji rikverca, mora obavezno nalaziti u stanju mirovanja! Ako se automobil krece u leru, pritiskom na papucicu kvacila vi mozete prebaciti u rikverc, ali nakon pustanja papucice doci ce do ozbiljnog habanja (mozda i eksplozije!) te odredjene karike i zupcanika jer ce se autput osovina i zupcanici kretati u suprotnom smeru.Ovo je, u globalu, bilo najosnovnije sto se moze reci o sistemu manuelne transmisije. Treba imati u vidu da se svaki sistem ovakve transmisije razlikuje, ne samo od proizvodjaca do proizvodjaca, vec i do modela automobila. Jer, kao sto smo vec rekli, tu su uvek razliciti odnosi brzine rotiranja motora i osovine ka diferencijalu. Ipak, ideja i princip je uvek isti i uvek se ponavlja. U sledecem tekstu cemo nesto blize upoznati sistem automatske transmisije, koja jos vise doprinosi komforu u voznji. Licno vise preferiram manuelnu, jer tada ja kao individua odredjujem svoj stil voznje i, uopste, umnogome uticem na voznju. Ali ipak, za gradsku voznju – automatika je “dusu dala”!

Navigation

[0] Message Index

[#] Next page

[*] Previous page