•         پايش فشار باد تاير (tire pressure monitoring ) (tpm)

•         وظيفه اصلي اين سيستم اندازه گيري لحظه به لحظه فشار باد هر كدام از تايرها بطور مجزا و اخطار كم بادي تاير به راننده مي باشد

•         سيستم مونيتورينگ فشار تاير (tpms) سيستمي است كه فشار باد تايرهاي پنوماتيكي را اشكار مي سازد اين سيستم معمولا از نوع سيستم هاي مونيتورينگ فشار باد تاير كنترل از راه دور مي باشد

•         اولين خودروي مسابقه كه به سيستم پايش فشار باد تاير مجهز شد خودروي پورشه 959 بود كه در سال 1986 مجهز به اين سيستم شد

tpms

 

•         سيستم هاي tpm اغلب از تكنولوژي فركانس راديويي بهره مي برند بطوريكه واحد كنترل الكترونيكي خودرو ecu كه پردازش ضروري را انجام مي دهد سيگنال هاي ارسالي از سنسورها را كه مشخص كننده فشار باد تايرهاست ترجمه كرده و هشدارهاي لازم را به راننده مي دهد

•         در ايالات متحده امريكا اداره ملي ترافيك بزرگراهها تخمين زده است كه ساليانه 533 حادثه ناگوار به مرگ در تصادفات جاده اي به علت عيب تايرها رخ مي دهد كه اضافه كردن tpm به همه خودروها مي تواند 120 مورد از اين 533 قرباني و بيشتر از 8400 مجروح را در سال كاهش دهد

•         يك نهاد فرانسوي به نام ايمني جاده براورد كرده است كه 9 درصد از همه تصادفات جاده اي كه به مرگ منجر مي شود در اثر كم بادي تاير است همچنين الماني ها نيز تخمين زده اند كه 41 درصد از تصدفات منجر به جراحات فيزيكي به كم بادي تايرها بستگي دارد.

كنترل باد تاير

 

•         نشت طبيعي باد تايرها –همانند يك تاير جديد –درطول يك سال ممكن است بالغ بر 200 تا600 ميلي بار(Milli-Bars )باشد . اگر ما فرض كنيم گه بيشتر از 40% صاحبان خودرو اروپا و امريكاي شمالي باد تايرها يشان را كمتر از يك بار در سال كنترل مي كنند قابل فهم است كه 40 درصد يا بيشتر خودروهايي كه در حال حاضر در ان مناطق مصرف ميشود در حالت كم بادي تايرها رانده مي شود

•         اگر ما در نظر بگيريم كه ميانگين 400 ميلي بار كاهش فشار باد موجب افزايش مصرف سوخت 2 درصدي و كاهش عمر تاير 25 درصدي مي گردد ميتوانيم محاسبه كنيم كه كم بادي تاير مسبب بيشتر از 20 ميليون مصرف سوخت غير ضروري  و2 ميليون تن دي اكسيد كربن  co2  ورودي به اتمسفر و 200 ميليون ضايعات تاير در دنيا است به همين دليل ايالات متحده قانون استفاده از tpm را صادر و ساير كشورها نيز به زودي از ان پيروي خواهند كرد

 

•         انواع سيستم هشدار دهنده فشار باد تاير :

•         غير مستقيم  (INDIRECT) : سيستم غير مستقيم پايش فشار باد تاير از طريق كنترل سرعت تك تك چرخها و ساير سيگنال هاي موجود در خودرو هشدارهاي لازم را به راننده ميدهد بيشتر سيستم هاي غير مستقيم از اين حقيقت بهره مي برند كه تاير كم باد , قطر كوچكتري نسبت به تاير پر باد مناسب دارد و بايد دور بيشتري بزند تا مسافت معيني را طي كند و سيستم كم بادي اش را تشخيص بدهد چنين سيستمي قادر است كم بادي سه تاير را به طور همزمان اشكار كند اما نه در چهار چرخ خودرو

•         . زيرا اصول عملكرد اين سيستم بر مقايسه تفاوت سرعت چرخها بنا نهاده شده است و اگر هر چهار چرخ تاير مقدار باد يكساني را از دست بدهند تغييرات نسبي صفر خواهد بود . پيشرفت هايي كه اخيرا در زمينه پايش غير مستقيم فشار باد تاير انجام شده منجر به توليد سيستم هاي گرديده است كه مي توانند كم بادي هر چهار تاير را به طور همزمان اشكار كنند اين كار به وسيله اناليز كردن ارتعاشات تك تك چرخها يا اناليز كردن عوامل انتقال بار در طول شتاب گيري يا دور زدن صورت مي گيرد که این سیستم قادر است حتی زاپاس را هم از لحاظ کم بادی چک کند

•        indirect

•         در اين سيستم از ترمز ABS مجهز به سنسور سرعت چرخ استفاده مي شود از انجايي كه مقدار كمي تخليه باد باعث كوچكتر شدن قطر تاير مي گردد واحد كنترل ترمز ABS مي تواند بررسي كند كه ايا همه چرخها تقريبا دور برابري زده اند يا خير  اگر يك چرخ تعداد دور بيشتري را نسبت به بقيه چرخها زده باشد بايد احتمالا كم باد بوده و باعث روشن شدن چراغ هشدار دهنده گردد اگر چه راننده نبايد منتظر بماند تا چراغ يا صداي هشدار دهنده او را از كم بادي تايرها خودرو اگاه كند بلكه بايد با بازديد به موقع تايرها از به وجود امدن اين حالت جلوگيري نمايد

تايرها ممكن است تدريجا در همه چرخها بطور همزمان كم باد شوند اين حالتي است كه سيستم فرستنده فشار ABS نمي تواند كم بادي تايرها را براي راننده اشكار كند به همين دليل اين نوع نشان دهنده فشار تاير در اخرين قوانين ايالات متحده رد صلاحيت شده است و از سپتامبر 2007 همه خودروها سبك بايد سيستم هشدار دهنده مستقيم داشته باشند

 

2-مستقيم (direct) : سيستم مستقيم پايش فشار باد تاير درهر لحظه اطلاعات فشار باد تايرها را از طريق گيج يا چراغ هشدار دهنده ساده اي به راننده خودرو منتقل مي كند در اين سيستم ازسنسورهاي فشار و دما در داخل هر كدام از تايرها استفاده مي شود كه اطلاعات اين سنسورها از محل چرخها توسط امواج rf    radio frequency  به دستگاه نشان دهنده در محل استقرار راننده مي رسد اين سيستم تا سال 2006 شامل سنسورهاي چرخ تغذيه شود با باتري بود محققان تلاش كردند كه بتوانند تا سال 2007 سيستم هاي بدون نياز به باتري را براي خودروها فراهم كنند زيرا اين امر نياز به تعداد زيادي باتري ليتيومي را كاهش مي دهد

direct

 

•         مزاياي سيستم پايش مستقيم فشار باد تاير :

•         اندازه گيري دقيق و نمايش فشار باد تاير براي راننده و كشف كم بادي در مقادير كمتر از 25 درصد فشار باد تاير سرد پيشنهادي

•         اندازه گيري ونمايش دماي باد تاير

•         مشخص كردن چرخي كه كم بادي در فشار باد تايرش وجود دارد

•         حساسيت به نشت سريع و كند براي هشدارهاي به موقع

•         هشدار پنچر شدن تاير

•         هشدار براي فرا رسيدن زمان بازرسي تاير

•         امكان نمايش فشار باد تاير زماني كه خودرو ساكن است

 

•         منبع : تكنولو‍ژي شاسي خودرو (مهندس حسين رمضاني)


سيستم هاي سوخت رساني الكترونيكي موتور ديزل

قسمت سوم

طرز كار سيستم يونيت پمپ :

در اين سيستم هر سيلندر يك پمپ مستقل دارد كه توسط ميل بادامك به كار مي افتد.سوخت با فشار زياد پس از كنترل درسوپاپ سولنوئيدي با فرمان ECUبه لوله فشار قوي رسيده و به انژكتور منتقل مي شود.

پلانجر نيروي خود را از بادامك ميل سوپاپ مي گيرد.

سوپاپ هاي پمپ توسط سولنوئيدتحريك مي شوند و سولنوئيد از طريق واحد كنترل موتور مديريت مي شود.

 

سیستم یونیت پمپ UPS

 

 

لوله هاي فشار قوي :

لوله هاي فشار قوي به دليل بالا بودن فشار و كاهش افت فشار در آنها داراي طول كمي هستند.

همه واحدها داراي يك لوله كوتاه فشار قوي هستند كه با طول يكسان در تمام سيلندرها بوده و مقاومت كافي در مقابل سوخت با فشار بالا را دارد. اين لوله ها بدون درز و داراي قطر خارجي6وقطر داخلي 1.8ميلي متر هستند.

 

لوله فشار قوي

كنترل الكترونيكي ديزل EDC

واحد کنترل الکترونیکی ECU

وظیفه ECUپردازش اطلاعات دریافتی از سنسورها و ژنراتورها و فرمان دادن به عملگرهاست.

برنامه عملیاتی و پروتکل ها در حافظه مخصوص ECUذخیره شده و میکرو کنترل ها که ریز پردازنده هستند،وظیفه پردازش عملیات را عهده دارند.

ECUدارای مدارات متفاوت الکترونیکی است که در یک محفظه فلزی جداسازی شده است.

 

ECU دارای اتصالات دریافت کننده سیگنال است.و دارای قسمت های زیر است:

•         1-قسمت درایور فشار ضعیف

•         2-قسمت قدرت قوی

•         3-مبدل

•         4-هسته میکروکنترلر

•         5-مرحله دایور پر قدرت

•         6-مدارهای عمومی ورودی و خروجی

 

ecu

ECU

 

سیگنال های ورودی

سیگنال های ورودی توسط سنسورها به ECUارسال می شود.

سیگنال ورودی از نوع آنالوگ

سیگنال آنالوگ به صورت ولتاژ ارسال می شود.

این سیگنال در مبدل آنالوگ به دیجیتال (A/D)به مقادیر دیجیتال تبدیل شده و درECUدر چرخه الگوریتم محاسبات قرار گرفته و پردازش می شود.

 

سیگنال های ورودی دیجیتالی

این نوع سیگنال ها دارای دو مرحله هستند.مرحله سیگنال بلند و مرحله سیگنال کوتاه.

 این نوع سیگنال ها نیاز به تبدیل شدن نداشته و مستقیما در ECUپردازش می شود.

 

اصلاح سیگنال ها

با تکنولوژی فیلتر کردن و تکنیک روی هم گذاری می توان سیگنال ها را کوچک کرد و در صورت نیاز انها را تقویت نمود وسپس در ECU مورد استفاده قرار دارد.

مراحل کار سیگنال ها:

 ECU  با دریافت سیگنال از سنسورها عمل پردازش را در میکروکنترل ها انجام می دهد.در ECU برنامه کاملی نوشته شده است که پروتکل نام دارد.اطلاعات دریافتی با برنامه پروتکل پردازش شده و نتیجه بصورت دستورالعمل به عملگرها ارسال می شود.

 

حافظه برنامه ریزی:

برای اجرای عملیاتECU نیاز به برنامه حافظه خواندنی دارد کهROM  (READ-ONLY-MEMORY) یاEPROMنامیده می شود.حافظه دارای اطلاعات مخصوص(اطلاعات انفرادی،منحنی مشخصه و نقشه ها و الگوها)است.این اطلاعات ثابت بوده و با تغییرات کار موتور تغییر نمی کند.تغییرات کار موتور که ذکر شد توسط سازندگان خودرو نسبت به شرایط کارکرد خودرو تعریف می شود و به ECU جهت انطباق با پروتکل معرفی می شود.در حافظه فلاش ایپروم EPROM:انواع برنامه های اجرایی خودرو هنگامی که خودرو در پایان خط تولید قرار دارد به ECUداده می شود.

 

مدول مانیتورینگ:

ECU  دارای مدار مانیتورینگ است که در قسمت ICها قرار دارد.مدول مانیتورینگ و میکروکنترلر یکدیگر را کنترل می کنند و در هنگام تشخیص هرگونه عیبی به تنهایی عمل تزریق سوخت موتور را قطع می کنند.

ذخیره سازی اطلاعات

یک حافظه موقت بنام RAM(RANDOM-ACCESS-MEMORY)برای ذخیره سازی اطلاعات قابل تغییر وجود دارد.حافظه موقت نیاز به برق دائم دارد تا بتواند در اختیار قرار گیرد.با خاموش شدن برق ECUاطلاعات ذخیره شده در حافظه موقت از بین می رود.

 

مدارهای ICکاربردی در ECU:

با افزایش تجهیزات خودرو و وظیفه کنترل و مدیریت عملگرها دشوار می گردد.برای ساده سازی مدار از ICهای مختلف به نام مدول استفاده می شود.مدول ها با حافظه موقتRAM و حافظه دائم ROMارتباط دارند.این مدول ها در میکروکنترل ها قرار دارند.این مدول ها بین ورودی و خروجی واقع شده و می توانند سیگنال ها مربع شکل تولید کنند.

 

3-سيستم سوخت رساني Common Rail

يكي ازجديدترين طراحي سيستم هاي سوخت رساني سيستم Common Rail است.

common rail

 

 

قسمت هاي اين سيستم عبارتند از:

1-پمپ فشارقوي

پمپ وظيفه تامين سوخت با فشار بالا را بر عهده دارد.معمولي ترين اين پمپ ها از نوع دو پيستوني با فشار بالا مي باشد.پمپ به صورت مستقيم نيروي خود را از موتور مي گيرد. سوخت از مجرا وارد شده و پس از اندازه گيري توسط سوپاپ الكترونيكي وارد محفظه پمپ مي شود و پس از پمپاژ توسط لوله هاي فشارقوي به داخل ريل فشارقوي ارسال مي شود. سوخت اضافه از طريق مجراي برگشت پمپ به داخل باك مي ريزد.

پمپ فشار قوی

 

 

2-ريل فشارقوي :

در اين سيستم يك ريل فشار قوي وجود دارد كه در همه حالت ها توسط فشار سوخت ارسالي از پمپ،سوخت تحت فشار را در ذخيره مي كند.

 

 

3-انژكتورها :

انژكتورهاي به كار رفته از نوع  PIEZO است .اين نوع انژكتورها داراي فشار تزريق تا حدود bar1800 مي باشد.

 

انژکتور

 

4-لوله هاي اتصال :

لوله هاي اتصال دهنده جريان خروجي پمپ فشارقوي به ريل و خروجي هاي فشارقوي ريل به انژكتورها از نوع فشارقوي و مقاوم هستند تا تحمل اين گونه فشارهاي وارده به خود را داشته باشند.

5-پدال كنترل سرعت موتور :

اين پدال داراي يك سنسور است كه با تغير مقدار حركت آن توسط راننده به واحد كنترل الكترونيكي فرمان داده و واحد كنترل نيز نسبت به مقدار حركت پدال يا گاز داده شده ، دستور كاهش و يا افزايش ميزان تزريق سوخت را مي دهد.

 

پدال گاز الکترونیکی

 

 

مزاياي سيستم هاي سوخت رساني الكترونيكي

•         1-كنترل دقيق تر مقدار سوخت پاشيده شده

•         2-كنترل بهتر لحظه آغاز سوخت پاشي

•         3-كنترل دور آرام

•         4-كاركرد ضد دل زدن

•         5-در نظر گرفتن و جبران تغييرات دما

مراحل پیشرفت این سیستم به ترتیب زیر است:

1997-اولین سیستم ریل سوخت مشترک برای خودروهای سواری

       -فشار سوخت:1350 بار

       -اولین سیستم از این نوع بروی آلفا رومئو و مرسدس     نصب  شد.

1999-سیستم ریل سوخت مشترک برای کامیونها

       -فشار سوخت:1400بار

       -اولین سیستم از این نوع بروی محصولات رنو نصب شد.

 

2001-دومین نسل سیستم ریل سوخت مشترک برای خودروهای سواری

       -مزایا این سیستم:اقتصاد بهتر سوخت-آرامتر کار کردن موتور-کاهش       آلاینده های خروجی-قدرت بیشتر موتور.

        -فشار سوخت:1600 بار

        -اولین سیستم از این نوع بروی محصولات ولوو و بی ام و نصب شد.

2002- دومین نسل سیستم ریل سوخت مشترک برای کامیونها

        -فشار سوخت:1600بار

        -اولین سیستم از این نوع بروی کامیونها مان نصب شد.

2003-سومین نسل سیستم ریل سوخت مشترک با انژکتورهای پیزوئی برای خودروهای سواری

       -مزایا این سیستم:بیشتر از 20%کاهش آلاینده های خروجی-بیشتر از 5%افزایش قدرت موتور-بیشتر از 3%کاهش مصرف سوخت-کاهش صدای موتور

       -اولین سیستم از این نوع بروی خودروهای آئودی نصب شد.

سيستم هاي سوخت رساني الكترونيكي موتور ديزل


پمپ انژکتور ردیفی با کنترل الکترونیکی PE

نحوه عملکرد این سیستم مشابه پمپ ردیفی معمولی می باشد با این تفاوت که در این سیستم می توان مقدار و زمان سوخت را توسط سیستم الکترونیکی کنترل نمود.

•         این سیستم در دو نوع وجود دارد که عبارت است از:

•         1-پمپ انژکتور ردیفی

•         2--پمپ انژکتور ردیفی با کنترل غلافی

کنترل الکترونیکی پمپ انژکتور ردیفی

 

 

این سیستم از سه قسمت تشکیل شده است که عبارتند از:

1-حس گرها شامل

  1. حسگر دور پمپ:این حس گر از نوع القایی می باشد ودر انتها پمپ قرار دارد و دور پمپ را به ECU اطلاع می دهد.
  2. حس گر فشار هوای ورودی
  3. حس گر درجه حرارت
  4. حس گر پدال گاز

 

2-واحد کنترل الکترونیکی ECU

3-عمل کننده سو لنوئیدی:به طور مستقیم به پمپ وصل است و حرکت خطی آن می تواند شانه را تغییر دهد.وقتی جریان برق از سولنوئید قطع می شود،یک فنر به شانه کنترل در جهت خاموش نیرو وارد می کند که موجب قطع شدن جریان سوخت به موتور می شود.ولی وقتی سولنوئید برق دار شد،نیروی در جهت مخالف نیروی فنر شانه وارد می سازد.با افزایش این نیرو که همراه با افزایش جریان برق در سولنوئید است،مقدار سوخت تزریقی در موتور بیشتر می شود.بدین معنی که حرکت شانه،به نسبت جریان برق بطور پیوسته تغییر می کن و مقدار سوخت تزریقی را بین مقادیر صفر و حداکثر تنظیم می کند.

 

عمل کننده سولنوئیدی

 

 

پمپ انژکتور ردیفی با کنترل زمان تزریق

در این نوع یک عمل کننده اضافی می تواند همراه با کنترل شروع تزریق به کار رود که نه تنها مقدار سوخت ارسالی بلکه زمان شروع تزریق را نیز تنظیم می کند.

این کار همراه بامزایای زیر می باشد:

به حداقل رساندن آلاینده های گاز اگزوز،بهبود مصرف سوخت در تمامی مراحل کار موتور،بهبود راه اندازی موتور به خصوص در مرحله گرم شدن

 

اجزا بکاربرده شده برای کنترل شروع تزریق به قرار زیرهستند:

•         حس گر حرکت سوزن

•         حس گر حرکت دورانی

•         واحد کنترل الکترونیکی

•         عمل کننده الکتریکی

حس گر سوزنی

یک مولد پالس القائی در یکی از افشانک های انژکتور نصب می شود.وقتی سوزن انژکتور باز و یا بسته می شود،مولد یک پالس خارج می کند.هنگامی که افشانک انژکتورباز می شود،سیگنال خروجی از حس گر سوزن شروع به تزریق را به ECU اطلاع می دهد.

 

مکانیزم عمل کننده

علاوه بر سولنوئید مقدار سوخت ،مکانیزم این نوع پمپ مجهز به یک سولنوئید شروع تحویل سوخت است که محور تنظیم کننده غلاف کنترل را از طریق یک اهرم تحریک می کند نیروی تنظیم کننده این سولنوئید متناسب با شدت جریان برق بوده ودر مقابل نیروی فنر برگشتی عمل می کند.

اساس كار پيزوالكتريك :

در سال 1880 ميلادي RIERRE CURIE و برادرش JASQUESپديده پيزوالكتريك را كشف كردند.آنها دريافتند كه بعضي از كريستال ها مانند كوارتز و تورمالين پيزوالكتريك هستند.اجسامي با كريستال شش وجهي با پايداري بسيار زياد داراي خواص فيزيكي مخصوصي هستند.

 

خاصيت توليد شارژ الكتريكي :

اگر پيزو الكتريك در معرض نيروي مكانيكي واقع شود،يون هاي منفي و مثبت كريستال به طرف سطوح بيروني كريستال حركت كرده و اختلاف پتانسيل بين دو سطح آن ايجاد شده و شارژ الكتريكي پديدار مي گردد.

تغيير شكل در پيزوالكتريك:

اگر ولتاژالكتريكي به دو انتهاي كريستال پيزوالكتري وارد شود،يون هاي مثبت به طرف يون هاي منفي و يون هاي منفي به طرف يون هاي مثبت حركت مي كنند.نتيجه اين حركت انقباض در كريستال است.اگر اعمال ولتاژ در جهت مخالف باشد،كريستال انبساط پيدا مي كند.

 

ساختمان و طرز كار انژكتور پيزوئي :

سوخت از مجراي ورودي داخل انژكتور شده و تا محفظه فشاري انژكتور ادامه پيدا مي كند.يا اتصال برق انژكتور توسط مدار ECU عملگر پيزو انبساط پيدا كرده و نيروي آن از طريق كوپلينگ هيدروليكي به سوپاپ سرو اي انتقال يافته و در زير سوپاپ سوخت تحت فشار قرار گرفته و از مدار خروجي به سطح فشار انژكتور راه پيدا كرده و سوزن انژكتور با نيروي فشاري سوخت از سيت خود بلند مي شود و سوخت تحت فشار از مجاري انژكتور در اتاق احتراق تزريق مي گردد.

 

انژكتور پيزو الكتريك

انژکتور پیزوالکتریک

 

 

انژكتور پيزوالكتريك