1. UVOD
Današnji stepen razvoja motornih vozila karakteriše se proizvodnjom vrlo širokog spektra različitih
vrsta, tipova i katergorija vozila. Savremena vozila karakterišu se velikom složenošću mehanizama, koji se nalaze na njima. Posebno treba istaći automatizaciju i elektronsku kontrolu pojedinih procesa na vozilu sa ciljem zadržavanja njegove konkurentnosti. U budućnosti se očekuje dalji intenzivni razvoj motornih vozila uz maksimalno angažovanje stručnjaka različitog profila (mašinci, elektroničari,tehnolozi, električari, dizajneri, ekonomisti, ekolozi, itd).
Borba za opstanak vozila na tržištu traži stalno poboljšanje kvaliteta istog. Pojam “kvaliteta” vozila
uključuje čitav niz karakteristika, koje predstavljaju mjerilo za ocjenu vozila. Karakteristike vozila se
mogu podijeliti u četiri grupe i to:
- Performanse, koje obuhvataju energetske, eksploatacione i ekološke karakteristike vozila.
- Pouzdanost, koja obuhvata sve one parametre kvaliteta, koji se odnose na mogućnost nesmetanog
obavljanja svih funkcionalnih zadataka u toku eksploatacije u svim radnim uslovima.
- Ekonomičnost, koja obuhvata sve elemente, koji se odnose na ekonomsku opravdanost korištenja
vozila.
- Bezbijednost, obuhvata sve one komponente kvaliteta, koje se odnose na stepen sigurnosti korištenja
vozila sa stanovišta vozača, putnike i okoline u najširem smislu riječi.
Da će se u budućnosti intenzivirati razvoj motornih vozila, govore sljedeće činjenice:
- Industrija motornih i priključnih vozila je još uvijek najveća i najjača industrija na svijetu
- Motorno vozilo služi za zadovoljenje osnovnih potreba čovječanstva
- Predmet najveće robne razmijene je automobil i
- Industrija automobila predstavlja sintezu svih tehnologija, a sa zrakoplovima i svemirskim
letjelicama, automobil je najkompleksniji proizvod čovječanstva.
1.1 Klasifikacija motornih vozila
Pod motornim vozilom podrazumijeva se samohodna mašina pogonjena motorom, koja se kreće
uglavnom po kopnu, a najčešće nije vezana za određenu trajektoriju. U motorna vozila mogu se uključiti
i mašine, koje imaju mogućnost da se kreću i po kopnu i po vodi (amfibijska motorna vozila specijalne
namjene) kao i ona vozila, koja mogu da se kreću, kako po slobodnim tako i po unaprijed utvrđenim
trajektorijama (tzv. automatski vođena vozila). Pored vozila obuhvaćenih gornjom definicijom, u vozila
spadaju i sve vrste priključnih vozila za motorna vozila, kao i njihove kombinacije vučnih vozova.
Najčešće se kao osnovni parametar za klasifikaciju motornih vozila uzima njihova namjena. U tom
smislu se motorna vozila mogu podijeliti na dvije osnovne grupe:
- putna i
- besputna motorna vozila,
gdje se prva kreću po posebno izrađenim putevima, a druga se kreću po najrazličitijim podlogama
bespuća.
Na osnovu uže namjene i putna i besputna motorna vozila mogu da se podijele na
- transportna
- vučna (radna) i
- specijalna vozila
Transportna vozila su namijenjena za prevoz robe ili ljudi, na određenim relacijama, pri određenoj brzini
kretanja. 2
Vučna vozila u sklopu sa nekom radnom mašinom ili uređajem obavljaju određene operacije u raznim
oblastima privrede (šumarstvo, građevinarstvo, komunalne djelatnosti, itd.). Ovdje je bitna vučna sila na
poteznici (Fp), odnosno snaga (Pm) za pogon priključne mašine.
Specijalna motorna vozila, koja imaju posebne karakteristike, ovisno od namjene (za sport, vojsku,
zdravstvene, itd. usluge.)
Na sl. 1 data je šema klasifikacije kopnenih vozila. Podjela motornih vozila može da se vrši i u odnosu
na druge značajne parametre, kao npr.:
- prema načinu ostvarenja kretanja (motorna vozila sa točkovima, motorna vozila sa gusjenicama),
- prema vrsti pogona (motorna vozila sa motorom sus, sa elektropogonom, sa gasnom turbinom,
itd.), itd.
U okviru ECE propisa izvršena je posebna klasifikacija drumskih vozila, kako slijedi:
a) Kategorija L: Motorna vozila sa manje od četiri točka. Ova kategorija se dijeli u pet podkategorija i
to:
- kategorija L1 su vozila sa dva točka, čija radna zapremina motora nije veća od 50 cm3
, a
maksimalna konstruktivna brzina nije veća od 40 km/h.
- kategorija L2 su vozila sa tri točka, čija radna zapremina motora je veća od 50 cm3
, a
maksimalna brzina ne prelazi 40 km/h.
- kategorija L3 su vozila sa dva točka, čija je radna zapremina motora veća od 50 cm3
, ili je
konstrukcijska (maksimalna) brzina veća od 40 km/h.
- kategorija L4 su vozila sa tri točka asimetrično postavljena u odnosu na srednju podužnu osu,
čija je konstruktivna brzina veća od 40 km/h (motocikli sa bočnom prikolicom).
- kategorija L5 su vozila sa tri točka asimetrično postavljena u odnosu na srednju podužnu osu,
čija naveća masa nije veća od 1000 kg i čija je radna zapremina veća od 50 cm3
ili im je
konstrukcijska brzina veća od 40 km/h.
b) Kategorija M: Motorna vozila sa najmanje četiri točka ili sa tri točka i najvećom masom iznad
1000 kg, koja služe za prevoz putnika. Ova kategorija se dijeli u četiri podkategorije i to:
- kategorija M1 (a) su vozila koja imaju tri ili pet vrata i bočne prozore iza vozača, a čija
maksimalna masa opterećenog vozila ne prelazi 3.500 kg, izrađena prvenstveno za prevoz
putnika, ali koja mogu biti preuređena i za djelimični prevoz tereta.
- kategorija M1 (b) su vozila koja su konstuisana i izrađena za prevoz tereta, ali koja mogu
adaptiranjem pomoću nepokretnih ili obarajućih sjedišta da se primijene za prevoz više od tri
putnika, a čija maksimalna masa opterećenog vozila u oba slučaja ne prelazi 3.500 kg.
- kategorija M2 su vozila za prevoz putnika, koja osim sjedišta vozača imaju više od 8 sjedišta i
čija maksimalna masa nije veća od 5.000 kg.
c) Kategorija N: Motorna vozila sa najmanje četiri točka ili vozila sa tri točka čija je maksimalna masa
iznad 1000 kg, a koja se u oba slučaja koriste za prevoz tereta, dijele se u tri podkategorije i to:
- kategorija N1 su vozila za prevoz tereta, čija najveća masa nije veća od 3.500 kg,
- kategorija N2 su vozila za prevoz tereta, čija je najveća masa iznad 3.500 kg, ali ne iznad
12.000 kg,
- kategorija N3 su vozila za prevoz tereta sa najvećom masom iznad 12.000 kg.
d) Kategorija O: Ovdje spadaju prikolice i poluprikolice. Dijele se u četiri podgrupe:
- kategorija O1 su prikolice sa jednom osovinom, čija najveća masa nije veća od 750 kg.
- kategorija O2 su prikolice čija najveća masa nije veća od 3.500 kg, sa izuzetkom prikolica
kategorije O1.
- kategorija O3 su prikolice čija je najveća masa iznad 3.500 kg, ali ne iznad 10.000 kg.
- kategorija O4 su prikolice čija je najveća masa iznad 10.000 kg.
Pored ovih podjela postoje i druge vrste podjela, kao npr.:
- vozila sa dva i tri točka i
- vozila sa četiri i više točkova
Motorna vozila sa dva i tri točka mogu se podijeliti na:
- motorne dvokolice (hodna zapremina 30 ÷ 50 cm3
, brzina 20 ÷ 40 km/h)
- mopede (hodna zapremina do 50 cm3
, max. brzina do 60 km/h)
- skuteri (hodna zapremina do 175 cm3
, mjenjač 2 ÷ 4 stepena, max. brzina do 90 km/h)
- motorkotači (hodna zapremina do 1300 cm3
, mjenjač 2 ÷ 6 stepeni, max. brzina do 250 km/h)
- motorne trokolice za prevoz tereta do 500 kg
- laka vozila na tri točka za prevoz tereta (do 850 kg) ili prevoz putnika (2 ÷ 6 osoba)
Motorna vozila sa četiri i više točkova, mogu se podijeliti na:
- putničke automobile
- autobuse
- kombi vozila
- teretna vozila
- specijalna vozila
Ispravno izvršena klasifikacija i tipizacija vozila omogućava da se uspješno obavi i tipizacija čitavog
niza sklopova i elemenata, kao i vozila u cjelini. Ovo se sve svodi na standardizaciju elemenata,
sklopova, sistema, pa i čitavih vozila, što ima vrlo važno mjesto u proizvodnji motornih vozila u svijetu.
1.2 Osnovni sistemi motornog vozila
Neovisno od namjene i konstuktivne izvedbe kod motornih vozila se razlikuju slijedeći glavni sistemi i
agregati:
- motor sa unutarnjim izgaranjem (pogonski agregat)
- mehanizam za prenos snage (transmisija) koja se sastoji od: spojnice, mjenjača, kardana, glavnog
prenosa, diferencijala i poluosovina.
- noseća konstrukcija (ram ili šasija) ili samonoseća konstrukcija, najčešće kod putničkih vozila i
autobusa.
- sistem kretača (točkovi, gusjenice)
- sistem elastičnog oslanjanja (elastični elementi, amortizeri, itd.)
- sistem upravljanja
- sistem kočenja
Pored ovih osnovnih sistema na vozilu se nalaze i drugi sistemi, kao:
- karoserija ili nadgradnja
- sistem za podmazivanja
- sistem za klimatizaciju (grijanje, ventilacija, hlađenje)
- sistem elektroopreme
- specijalni uređaji (kipa za samoistovar, auto dizalica za utovar, uređaj za samoizvlačenje vozila,
oprema za prevoz specijalnih tereta, itd.)
Zbog boljeg uvida u razmještaj agregata i sistema na vozilu, u nastavku se daju slike glavnih sklopova i
elemenata za jedno putničko vozilo (sl. 2) i jedano teretno vozilo (sl. 3)
1 – motor, 2 – spojnica, 3 – mjenjač, 4 – kardansko vratilo, 5 – glavni prenos i diferencijal, 6 – točkovi i gume, 7 – opruge
(elastični elementi), 8 – upravljački mehanizam, 9 – kočnice, 10 – karoserija, 11 – rezervoar goriva, 12 – izduvni sistem
2. MOTORI SA UNUTARNJIM IZGARANJEM
2.1 Definicija motora sui
Stroj koji preobražava bilo koji vid energije u mehaničku energiju naziva se motor. Da bi bio upotrebljiv
motor mora imati pretvaranje energije iz jednog vida u drugi, pouzdano i ekonomično. Zavisno od vida
polazne energije motori mogu biti: toplotni, električni, hidraulični, itd.
Motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui) spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija
sadržana u gorivu, posredstvom sagorijevanja pretvara u potencijalnu energiju radnog fluida, a zatim
putem ekspanzije radnog fluida u korisnu mehaničku energiju.
Pretvaranje hemijske energije, sadržane u gorivu, posredstvom sagorijevanja u potencijalnu energiju
radnog fluida, moguće je izvesti ili u samom motoru ili van njega. Prema tome, postoje dvije grupe
toplotnih motora prema mjestu pretvaranja hemijske energije u toplotnu i to:
- motori sa spoljnjim izgaranjem (motori ssi)
- motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui)
2.2 Prednosti i nedostaci motora sui
Da bi se istakle prednosti i nedostaci motora sui, oni se obično upoređuju sa motorima ssi.
Osnovne prednosti motora sui:
- Visoka ekonomičnost (velike vrijednosti efektivnog stepena korisnosti motora – ove vrijednosti
idu i preko 45%)
- mala specifična masa (kg/kW), odnosno visoka specifična snaga (kW/kg)
- kompaktna gradnja (mala vrijednost boks zapremine motora po snazi – m3
/kW)
- brzo su spremni za rad nakon startovanja
- koriste gorivo velikog energetskog potencijala (kJ/kg)
- troše gorivo samo dok rade.
Nedostaci motora sui su:
- Zavisnost od kvaliteta goriva. Koriste gorivo tačno propisanih osobina. Danas se rade i motori,
koji mogu zadovoljiti širi spektar kvaliteta goriva.
- Nesamostalan start – moraju imati strani pokretač za startovanje motora (elektrostarter, ručno,
komprimiranim zrakom, itd.)
- Ne može se mnogo preopteretiti.
- Komplikovana gradnja (složena konstrukcija sa dosta pomoćnih uređaja).
- Zahtijeva veću stručnost osoblja za opsluživanje i rukovanje.
- Ima loše ekološke karakteristike (zagađujuće materije, buka). Ove karakteristike su danas postale
dominantan parametar u ocjeni “kvaliteta” motora.
2.3 Podjela motora sui
Vrlo široko polje primjene motora sui, uslovilo je svojim raznovrsnim zahtjevima i veliki broj vrlo
različitih tipova i konstrukcija motora sui. Zbog toga se u nastavku daje podjela motora sui prema nekim
od osnovnih kriterija.
a) Prema namjeni motora
- Motori za transportne svrhe (automobilski, brodski, traktorski, lokomotivski, zrakoplovni, …)
2. MOTORI SA UNUTARNJIM IZGARANJEM
2.1 Definicija motora sui
Stroj koji preobražava bilo koji vid energije u mehaničku energiju naziva se motor. Da bi bio upotrebljiv
motor mora imati pretvaranje energije iz jednog vida u drugi, pouzdano i ekonomično. Zavisno od vida
polazne energije motori mogu biti: toplotni, električni, hidraulični, itd.
Motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui) spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija
sadržana u gorivu, posredstvom sagorijevanja pretvara u potencijalnu energiju radnog fluida, a zatim
putem ekspanzije radnog fluida u korisnu mehaničku energiju.
Pretvaranje hemijske energije, sadržane u gorivu, posredstvom sagorijevanja u potencijalnu energiju
radnog fluida, moguće je izvesti ili u samom motoru ili van njega. Prema tome, postoje dvije grupe
toplotnih motora prema mjestu pretvaranja hemijske energije u toplotnu i to:
- motori sa spoljnjim izgaranjem (motori ssi)
- motori sa unutarnjim izgaranjem (motori sui)
2.2 Prednosti i nedostaci motora sui
Da bi se istakle prednosti i nedostaci motora sui, oni se obično upoređuju sa motorima ssi.
Osnovne prednosti motora sui:
- Visoka ekonomičnost (velike vrijednosti efektivnog stepena korisnosti motora – ove vrijednosti
idu i preko 45%)
- mala specifična masa (kg/kW), odnosno visoka specifična snaga (kW/kg)
- kompaktna gradnja (mala vrijednost boks zapremine motora po snazi – m3
/kW)
- brzo su spremni za rad nakon startovanja
- koriste gorivo velikog energetskog potencijala (kJ/kg)
- troše gorivo samo dok rade.
Nedostaci motora sui su:
- Zavisnost od kvaliteta goriva. Koriste gorivo tačno propisanih osobina. Danas se rade i motori,
koji mogu zadovoljiti širi spektar kvaliteta goriva.
- Nesamostalan start – moraju imati strani pokretač za startovanje motora (elektrostarter, ručno,
komprimiranim zrakom, itd.)
- Ne može se mnogo preopteretiti.
- Komplikovana gradnja (složena konstrukcija sa dosta pomoćnih uređaja).
- Zahtijeva veću stručnost osoblja za opsluživanje i rukovanje.
- Ima loše ekološke karakteristike (zagađujuće materije, buka). Ove karakteristike su danas postale
dominantan parametar u ocjeni “kvaliteta” motora.
2.3 Podjela motora sui
Vrlo široko polje primjene motora sui, uslovilo je svojim raznovrsnim zahtjevima i veliki broj vrlo
različitih tipova i konstrukcija motora sui. Zbog toga se u nastavku daje podjela motora sui prema nekim
od osnovnih kriterija.
a) Prema namjeni motora
- Motori za transportne svrhe (automobilski, brodski, traktorski, lokomotivski, zrakoplovni, …)
- Stacionarni motori (pogon u elektranama, pumpnim i kompresorskim stanicama, itd.)
- Motori za sportska i trkaća kola i motocikle.
b) Prema vrsti goriva
- Motori na laka tečna goriva (benzin, benzol, kerozin, …)
- Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo, mazut, ulje za loženje)
- Motori na plinovita goriva (prirodni plin, propan butan,…)
- Motori na miješana goriva-osnovno gorivo je plinovito, a za paljenje se koristi tečno gorivo (dualfuel
engine)
- Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)
c) Prema načinu stvaranja smješe
- Motori sa spoljašnjim stvaranjem smješe. Smješa se priprema prije ulaska u cilindar motora
(tipičan predstavnik oto motor, izuzev GDI oto motora).
- Motori sa unutarnjim stvaranjem smješe. Gorivo i zrak se dovode odvojeno u cilindar, gdje se vrši
miješanje (tipičan predstavnik dizel motor).
d) Prema načinu paljenja smješe
- Motori sa prinudnim paljenjem smješe sa električnom varnicom (oto motori),
- Motori sa samopaljenjem smješe (dizel motori),
- Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva,
- Motori sa prinudnim paljenjem bogate smješe u pretkomori.
e) Prema ostvarenju radnog ciklusa
Zbog lakšeg praćenja daljih objašnjenja, ovdje će biti prikazana skica motornog mehanizma sa
svim glavnim dijelovima (sl. 4). Radni prostor motora formiran je od cilindra (4), koji je sa jedne
strane zatvoren cilindarskom glavom (5), a sa druge strane pomjerljivim klipom (1). Radni prostor
se sastoji od:
Vc – kompresione zapremine i
Vh – hodne (radne) zapremine
Nema komentara:
Objavi komentar