Puolijohteet ja magnetismi

Sähkövastus
-Käytettävä johdinmateriaali määrää vastuksen.
-Sähkövastuksien tarkoitus on rajoittaa virran kulkua. Hyviä vastusmateriaaleja ovat esim. Hiili, rauta ja konstantaani (hiili).
-Hyviä johdinmateriaaleja hopea, kupari ja alumiini.


PTC vastus
-PTC=Positive Temperature Coefficient 
-Lämpötilasta riippuva vastus.
-Kun lämpö kasvaa vastus kasvaa.

NTC vastus
NTC=Negative Temperature Coefficient
-Lämpötilasta riippuva vastus
-Kun lämpö kasvaa vastus pienenee 

Johtimen pituuden ja paksuuden merkitys

-Kun johtimen pituus kaksinkertaistuu vastus kaksinkertaistuu
-Kun johtimen paksuus kaksinkertaistuu vastus puolittuu 
Kondensaattorit
-Kondensaattorin tehtävä on varastoida sähkövirtaa
-Kapasitanssi kertoo kuinka paljon sähkövirtaa kondensaattori voi varastoida sähköenergiaa, ja se kerrotaan faradeina. 
-Kondensaattorien pääryhmät ovat elektrokondensaattorit ja kuivat kondensaattorit. 
-Virta lakkaa kulkemasta kondensaattorin läpi, kun kondensaattori on täysin latautunut. 

Transistori
-Transistorin toimii kytkimenä, vahvistimena ja läpäisykyvyltään muunneltavana  kytkimenä.
-Kanta virtaa säätämällä säädetään emitterin ja kollektorin välistä johtavuutta.

Diodi 
-Diodi päästää virtaa vain yhteen suuntaan.
-Diodilla estetään virran kulku väärään suuntaan.

Zenerdiodi
-Kun jännite ylittää z-diodin estojännitteen, jännite pääsee lävitse ja ylimääräinen jännite johdetaan pois.  

Valodiodi
-Valodiodi tuottaa valoa
-Päästää virtaa vain yhteen suuntaan

Valolle herkkä diodi
-Valolle herkkä diodi antaa virran kulkea estosuuntaan, kun diodi altistetaan valolle.    

Laturin ja starttimoottorin toiminta

Tänään opiskelimme laturin ja startin toimintaa.

Laturi:

Apulaitehihna pyörittää laturia indusoiden latausjännitteen, joka johdetaan akulle.

 

Kuva laturista.

Laturin roottori. Roottorin käämiin johdetaan sähköä, joka staattorin sisällä pyöriessään saa aikaan magneettikentän, joka indusoituu staattorin diodisiltoihin, jotka muuttavan virran tasavirraksi ja siitä virta lähtee liittimiltä kohti akkua.

Kuva staattorista. Virta johdetaan roottorille hiilien kautta. Harmaat osat ovat laturin diodisiltoja, joista virta lähtee liittimille.

Laturin latausvirtaa saadaan säädettyä säätämällä laturiin syötettävää jännitettä, kun halutaan ladata isommalla virralla niin laturiin ohjataan suurempi jännite, joka saa roottorin magneettikentän voimistumaan, jolloin saadaan ladattua suuremmalla virralla.

Starttimoottori:

Starttimoottori pyörittää moottoria vauhtipyörän hammastuksesta käynnistyksen yhteydessä.

Kuva starttimoottorista.

Vasemman puoleinen osa on starttimoottorin ankkuri, jota virta pyörittää. Oikean puoleinen osa on starttimoottorin solenoidi, joka liikuttaa bendix ratasta, joka menee kiinni vauhtipyörän hammastukseen.

Kun solenoidille syötetään virtaa niin se vetää solenoidin karaa sisään päin ja samalla liikuttaa bendix ratasta kohti vauhtipyörää. Kun solenoidin kara on pohjassa ja bendix ratas kiinni vauhtipyörässä niin solenoidin kara painaa solenoidin sisällä olevaa katkaisijaa kiinni ja virta pääsee pyörittämään starttimoottoria. 

Diesel tekniikka

Dieselmoottorin ja ottomoottorin merkittävimmät erot:
-Diesel toimii aina ilmaylimäärällä
-Seos suhteessa on eroja
-Dieselissä ei ole sytytystulppia vaan sytytys tapahtuu kovasta lämmöstä, mikä johtuu suuresta puristuksesta.
-Polttoaineen ruiskutus tavoissa eroja esim. ottomoottorissa bensa ruiskutetaan imutahdin aikana ja dieselmoottorissa vasta puristustahdin aikana.
-Dieselmoottorissa ei ole kaasuläppää

Dieselmoottorit voidaan jakaa karkeasti esikammioruiskutusmoottoreihin ja suoraruiskutusmoottoreihin.

Esikammioruiskutusmoottorin ominaisuudet:
-Diesel ruiskutetaan esikammion kautta
-Hyötysuhde noin 35%
-Alhaisempi huippupaine
-Kevyempi rakenne
-Kompaktimpi rakenne
-Hiljaisempi moottorin ääni
-Soveltuu pääasiassa seuraaviin hyötyajoneuvoihin ja henkilöautoihin

Suoraruiskumoottorin ominaisuudet:
-Polttoaine ruiskutetaan suoraan palotilaan
-Polttoaine höyrystyy
-Palaminen alkaa koko seoksessa samanaikaisesti
-Hyötysuhde noin 45%
-Kova moottorin ääni
-Massiivinen rakenne
-Kova moottorin ääni johtuu nopeasta palamisesta

Yleisiä suoraruiskutusmenelmiä:
-Riviruiskutuspumppu
-Jakajaruiskutuspumppu jossa magneettiventtiili
-Pumppusuuttimet (yleisiä Volkkareissa vuosilta 2000-2007)
-Yhteispaineruiskutus eli Common-Rail

Tulo:
-Polttoainesäiliöstä ruiskutusjärjestelmään
Paluu:
-ruiskutusjärjestelmästä polttoainesäiliöön
Kierto:
-komponenttien jäähdytys ja voitelu

Polttonestekierron tehtävät:

Polttonestesäiliö:
polttonesteen varastointi

Polttonestesuodatin:
polttonesteen puhdistus

Polttonesteen siirtopumppu:
Polttonesteen siirtopumppu siirtää polttonesteen polttoainetankilta korkeapainepumpulle.

Sähköinen pysäytysventtiili:
polttonesteen saannin keskeytys

Korkeapainepumpopu:
polttonesteen korkeapaineen muodostaminen

Rail-putki:
polttonesteen varaaminen korkeapaineisena

Rail-putken painetunnistin:
polttonesteen paineen mittaus

Paineensäätöventtiili:
polttonesteen paineensäätö

Ruiskutussuutin:
 ruiskuttaa polttonesteen sylinteriin

Polttonesteen jäähdytin:
polttonesteen jäähdytys

Polttonesteen esilämmitysventtiili:
Lämmittää polttonesteen jotta se virtaisi paremmin suodattimen läpi

Common-Rail-järjestelmä on rakenteeltaan yksinkertainen
-Polttonestekierto on aivan kuin koottu rakennussarjajärjestelmästä
-jokaista tehtävää hoitaa erillinen rakenneyksikkö
-Tekniseen kehitykseen mukauttaminen helposti toteutettavissa
-Sopeuttaminen erilaisiin moottoreihin

Korkeapainepumpun toimintatapa
-Polttoneste imetään
-Polttonesteeseen muodostetaan paine
-Polttoneste siirretään Rail-putkeen
-korkeapainepumpussa on säteismäntäpumppu

Tärkeimmät kolme osaa ruiskutusjärjestelmässä on rail-putken painetunnistin, paineensäätöventtiili ja moottorin ohjainlaite joista muodostuu säätöpiiri

Fiestan taka-akselin puslien vaihto!

Moro!
Viime viikolla vaihdeltiin Piken kanssa meidän ralli Fiestan taka-akselin puslat Powerflexin uretaani pusliin. Puslat saatiin siis Powerflexin sponsoroimana!

Aivan aluksi meidän piti irroittaa takapyörät. Tämän jälkeen katsoimme mitä kaikea meidän täytyy ottaa irti, jotta saamme taka-akselin helposti irti!

Yksi näistä irrotettavista asioista oli kuvassa näkyvä ABS-anturi.

Myös jarruputket ja käsijarruvaijerit täytyi irroittaa ennenkuin tiputimme koko taka-akselin.

Jotta taka-akseli ei tulisi liian nopeasti ja hallitsemattomasti alas laitoimme keventimen taka-akselin alle.

Taka-akseli irroitettuna takaiskareista ja hallitusti laskettuna alas.

Taka-akseli irroittettuna korista.

Puslien irroitusta ulosvetimellä. Tosin tälläkertaa puslat työnnettiin eikä vedetty ulos!

Fiestan vakio kumipusla ja Powerflexin uretaanipusla!

Powerflexin uretaanipusla taka-akseliin kiinnitettynä!

Molemman puolen puslat vaihdettu ja ykköset hoiti taka-akselin takaisin kiinni!

Moottorinohjauksen muistiinpanot

Moottorin ohjainlaite:
-Vastaanottaa signaaleja antureilta (esim. lambda)
-Käskee muita antureita (esim. kaasuläppää)

Sytytysjärjestelmä:
-Sovittaa sytytysjännitteen
-ja sytytyshetken
-syötettyyn seokseen

Moottorin ohjainlaitteen suorittamat tehtävät

-Käyttötilantee mittaaminen ja säätösuureiden ohjaaminen
-Sovitus kuormitustilanteisiin (osakuormitus, täyskuormitus)
-Sovitus käyttötilanteisiin (esim. kylmäkännistys)
-Sovitus ulkoisiin olosuhteisiin (lämpötila, ilmanpaine)
-Kuljettajan viestittämän kuormituspyynnön muuttaminen toiminnoiksi
-Esiintyvien vikojen diagnoosi ja tallennus

Moottorin ohjainlaitteen pakolliset tiedot

-Moottorin sisäänimettävän ilman massa
-kaasupolkimen asento
-kampiakseluin asento
-nokka-akselin asento
-nakutustunnistin tarkkailee ettei sytytyshetki ole liian aikainen
-lambdatunnistimet
-kaasuläpän asentosignaali
-imuilman lämpötilamittaus

Kuumakalvo-ilmamassanmittain
-Kuumakalvon jäähdytys virtausilman avulla
-ilmamassan laskeminen vaikuttavan jännitteen avulla

Ilman lämpötila

Mitä kuumempaa ilma on sitä enemmän se laajenee
-vähemmän happimolekyylejä per ilman tilavuusyksikkö
-suurempi ilman tulo

Imusarjan paine

-Alipaine ja suihkutuspaine summautuvat.

Moottorinohjaus tasaa vaikutuksen lyhyempien suihkutusventtiilien aukioloaikojen avulla.

Mitä suurempi alipaine imusarjassa vallitsee sitä lyhyempi on suihkutusventtiilien aukioloaika


Kaasuläpän säädinosa (tunnistin)

-Ilmaisee kuormitustiloja
-ilmaisee onko kyseessä tyhjäkäynti vai moottorijarrutus

Kampiakselin asema-anturi

-Moottorin kierrosluvun mittaus

-Seuraavien optimointi
 -sytytyshetki
 -suihkutushetki
 -suihkutuksen kesto

Nokka-akselin Hall-anturi
-Suihkutushetken ja sytytshetken synkronointi kaasunvaihtotyöhön

Moottorin käyttolaitteet

Kaasuläpän säädinosa

-Mitä suurempi ilmamäärä sitä enemmän bensiiniä lisätään.

Suihkutusventtiili

Suihkutushetken ja sytytyshetken synkronointi tehdään moottorinohjauslaitteella

Sytytyspuola ja Sytytystulppa

Mitä korkeampi kierrosluku, sitä aiempi sytytyshetki (ennen yläkuolokohtaa)

Antureiden testaamista oskilloskoopilla

Mittailtiin tossa vähän aikaa sitten Fiestan antureita oskilloskoopilla. Mitattiin ruiskusuuttimia, nokka ja kampiakselin asentotunnistimia ja sen sellaista.

Kuvassa oskilloskooppi, läppäri jossa oskilloskoopin ohjelma, breakoutboxi ja Fiestan sähkökaavio!

Oskilloskooppi mittaa anturin jännitettä ja piirtää sen tietokoneen näytölle erinäköisinä käyrinä (katso video)

Ensiksi katsottiin Fiestan sähkökaaviosta anturi jota haluttiin mitata. Otetaan vaikka esimerkiksi ruiskusuutin. Katsottiin sähkökaaviosta anturin johtojen numerot. Tämän jälkeen liitettiin oskilloskoopin kaksi johtoa breakoutboxin reikiin joissa on sama numero, kuin sähkökaaviossa. Tämän jälkeen laitettiin auto käyntiin ja seurattiin millaista käyrää se näyttää!

Ruiskusuutin ruiskuttaa tyhjäkäynnillä ja alakierroksilla 3 ruiskutusta. Esiruiskutuksen, pääruiskutuksen ja jälkiruiskutuksen. Tällöin paine pysyy kokoajan korkeana puristustahdin aikana. Kun kierrokset nousevat tarpeaksi korkealle, ruiskutttaa ruiskusuutin vain yhden pitkän ruiskutuksen.

Nokka-akselin ja kampiakselin signaali näkyy kun akseli pyörähtää kerran asentoanturin ohi.

Tässä vielä pieni video mittauksesta mistä hahmottaa oskilloskoopin toiminnan vähän paremmin!

Pitkästä aikaa!

Moro! Pitkästä aikaa taas kirjotellaan! Siitä lähdetään tänä lukuvuonna mistä lopetettiin viime lukuvuonna eli meidän Fiestasta! Tosiaan käytettiin sitä koulun tehopenkissä ja aika iloisia lukemia sieltä irtos! Kiitosta vaan Chip-Tuningille! Tässä vielä video jonka tekasin Simpan, Ennin ja Kallen videoista!