KURZUS: Járműdiagnosztika I.

MODUL: Elmélet

10. hét: Tüzelőanyag-fogyasztás mérés

| A lecke célja: A tüzelőanyag-fogyasztás mérő műszerek, mérési elvek és mértékegységek elsajátítása.
Időszükséglet: A tananyag elsajátításához körülbelül 90 percre lesz szüksége.
Kulcsfogalmak:
tüzelőanyag-fogyasztás mérőszámai tüzelőanyag-fogyasztás mérő műszerek tüzelőanyag-fogyasztás mérési eljárások üresjárati hengerüzem összehasonlító vizsgálatok terheléses hengerüzem összehasonlító vizsgálatok
A belső égésű motor tüzelőanyag-fogyasztása jellemző az energiaátalakítás hatásfokára, ezért a diagnosztikai célú, ellenőrző fogyasztásmérés nagy jelentőségű. Segítségével információt kapunk a motor műszaki állapotáról és le tudjuk mérni beavatkozásaink eredményességét.
A tüzelőanyag-fogyasztás mérőszámai közül a járműtechnikában a l/100 km dimenziójú terjedt el a leginkább. Ez az alábbi összefüggéssel határozható meg:
Q[ l/100 k m ]=360000⋅ V[ d m 3 ] t[ s ]⋅v[ k m/h ] (1.)
vagy
Q[ l/100 k m ]=100⋅ V[ d m 3 ] s[ k m ] (2.)
A képlet elemzése révén könnyen belátható, hogy pontos járműfogyasztás (Q) értéket csak akkor kapunk, ha az elfogyasztott tüzelőanyag-mennyiséget (V), a hozzá tartozó időt (t), a jármű sebességét (v) illetve a megtett utat egyaránt megbízható műszerekkel mértük.
Az elfogyasztott tüzelőanyag-mennyiség mérése
A fogyasztásmérés (tüzelőanyag mennyiség) céljára többféle műszert fejlesztettek ki. A mérési elvre az 1. ábra mutat példát.
Flowtronic típusú fogyasztásmérő felépítése
1. ábra
A négy dugattyúból mérőegység az x.1. ábra szerint vázolt működési folyamat szerint működik. A mérés a térfogategységhez tartozó impulzusok (beépített Hall-jeladó segítségével) számlálásán alapul.
Az 1. ábrán látható fogyasztásmérő-egység (a továbbiakban jeladó) bekötése függ a motor keverékképző rendszerétől. A továbbiakban erre mutatunk példákat.
Fogyasztásmérés karburátoros/központi befecskendezésű motorokon
Ebben az esetben a mérő-jeladót a tápszivattyú és a karburátor közé kell beépíteni (2. ábra). A visszafolyó ágat ilyenkor le kell zárni, hiszen ez méretlenül átfolyó mennyiség lenne.
Karburátoros/közvetlen befecskendezésű motorok fogyasztás mérése
2. ábra
Fogyasztásmérés hengerenkénti befecskendezésű motorokon
Hengerenkénti befecskendezésű befecskendező rendszerrel felszerelt motoroknál két alapesettel találkozunk:
1. | a nyomásszabályzó a tüzelőanyag-vezeték végére van beépítve (3. ábra),
2. | a nyomásszabályzó a tüzelőanyag-vezeték közepére van beépítve (4. ábra),
Fogyasztás mérés hengerenkénti befecskendezésű (Motronic) befecskendező rendszerrel felszerelt motorok esetében (a nyomásszabályzó a tüzelőanyag-vezeték végén)
3. ábra
Fogyasztás mérés hengerenkénti befecskendezésű (Motronic) befecskendező rendszerrel felszerelt motorok esetében (a nyomásszabályzó a tüzelőanyag-vezeték közepén)
4. ábra
A követendő bekötési technológia:
1. | Építsünk az előremenő vezetékbe T-elágazót.
2. | A nyomásszabályzót szereljük ki és csatlakoztassuk a T-elágazó szabad végéhez (a visszafolyó ág változatlan bekötéssel marad).
3. | Kössük be a mérő-jeladót a T-elágazó és a befecskendező vezeték közé.
4. | Zárjuk a befecskendező vezeték nyitott végé(i)t.
Ha a nyomásszabályzó nehezen hozzáférhető, akkor zárjuk le a visszafolyó ágát, és az ábra szerinti helyre kössünk be egy másik (új) nyomásszabályzót.
Fogyasztásmérés forgóelosztós adagolóval felszerelt dízel motorokon
A mérés bekötési sémáját az 5. ábra szemlélteti. A bekötés lépései:
1. | Csőszorítók segítségével a tüzelőanyag-tartály közelében zárjuk le mind az előremenő, mind a visszafolyó ágat.
2. | Az 5. ábra szerinti módon kössük be a légtelenítő szelepet (a fogyasztásmérő műszer tartozéka).
3. | A csőszorítókat szereljük le.
4. | Állítsuk az útváltó szelepet légtelenítés helyzetbe, majd indítsuk el a motort.
5. | Egy-két perc után állítsuk a légtelenítő szelepet mérés helyzetbe.
Fogyasztásmérés forgóelosztós adagolóval felszerelt dízel motorokon
5. ábra
Fogyasztásmérés az alábbi keverékképző rendszerrel ellátott motorokon: K-Jetronic, központi befecskendezés, soros adagolóval felszerelt dízel motor
A mérés bekötési sémáját az 6. ábra szemlélteti. A bekötés lépései:
Benzinbefecskendező rendszerek esetén:
1. | Kössük be az előremenő és a visszafolyó ágat az 6. ábra szerint.
2. | Állítsuk az útváltó szelepet légtelenítés állásba.
3. | 12 V-os tápfeszültséggel indítsuk el az útváltó szelepbe épített szivattyút.
4. | Indítsuk el a motort.
5. | Mintegy 30 s után állítsuk a szelepet mérés állásba, és kezdjük meg a mérést.
Soros adagolóval felszerelt dízel motorok:
1. | Kössük be az előremenő és a visszafolyó ágat az 6. ábra szerint.
2. | Állítsuk az útváltó szelepet (7. ábra) légtelenítés állásba.
3. | Csatlakoztassuk a 12 V-os tápfeszültséget az útváltó szelepbe épített szivattyúra.
4. | A kézi szivattyúval légtelenítsük a rendszert.
5. | Kapcsoljuk be az útváltó szelepbe épített szivattyút és indítsuk el a motort.
6. | Mintegy 30 s után állítsuk a szelepet mérés állásba, és kezdjük meg a mérést.
Fogyasztásmérés az alábbi keverékképző rendszerekkel ellátott motorokon: K-Jetronic, központi befecskendezés, soros adagolóval felszerelt dízel motor
6. ábra
Speciális útváltó szelep beépített szivattyúval (az útváltó szelep belső bekötése a fedlapon látható)
7. ábra
A megtett út illetve a sebesség mérése
A gépjárművek tüzelőanyag-fogyasztását országúti illetve próbapadi méréssel határozhatjuk meg.
Országúti jármű-fogyasztás mérés
Az országúti fogyasztásmérésre kiválasztott útszakasznak az alábbi feltételeknek kell megfelelnie:
jó minőségű aszfalt vagy beton burkolat, 1%-nál nagyobb emelkedőket nem tartalmazhat, hossza legalább 2 km (illetve haszonjárműveknél legalább 1 km).
A vizsgált járműre vonatkozó feltételek:
A mérést terheletlen, de a szükséges tartozékokkal felszerelt (szerszámkészlet, KRESZ-tartozékok, pótkerék stb.) járművel kell végezni. A tüzelőanyag-tartályt térfogatának kb. 2/3-áig kell megtölteni.
A mérést az alábbi meteorológiai feltételek mellett kell végrehajtani:
Hőmérséklet: +5 - +25 °C Légnyomás: 1000 - 1026 mbar Szélsebesség: ≤ 3 m/s
A mérést a legkisebb módosítást adó sebességfokozatban, a típusra előírt sebességgel, repülőstartos (a fogyasztásmérést akkor kell elkezdeni, ha a jármű a mérő-sebességet elérte) módszerrel kell elvégezni. A mérés során a jármű sebessége csupán ±5%-kal ingadozhat.
A mérést az útvonal mindkét irányában legalább kétszer el kell végezni. Az eredményeknek ±10%-os tűrésmezőn belülre kell esnie, ettől eltérő esetben a mérést meg kell ismételni.
Próbapadi jármű-fogyasztás mérés
A járművek fogyasztás mérése görgős teljesítménymérő padon is elvégezhető, laboratóriumi körülmények között. Ilyenkor természetesen a vizsgált jármű síkúti menetellenállását kell padi terhelésként beállítani.
A görgős teljesítménymérő próbapad felépítése
A görgős járműfékpadok fékgép segítségével a hajtott keréken keresztül terhelik a motort. Mód van arra, hogy a közútival egyenértékű járműterhelést állítsunk be, így műhelykörülmények között reprodukálhatóan hajthassuk végre a vizsgálatokat, pl. a járműfogyasztás mérést.
A pad felülnézeti képe az 8. ábrán látható.
Görgős teljesítménymérő próbapad
8. ábra
A teljesítménymérő próbapad fékezett görgőihez (1) csatlakozik az elektromos örvényáramú fékgép (3). A fékgép álló része a mérőkaron keresztül erőmérő cellára támaszkodik. A támasztógörgők (2) szabadon futnak és a sebességmérő jeladóját (5) hajtják meg. A hajtott járműkerék görgőágyban való elhelyezkedését az 9. ábra mutatja.
Járműkerék a görgőágyban
9. ábra
Örvényáramú fékgép
10. ábra
A fékgép (1) állórészén helyezkednek el a (2) egyenáramú gerjesztő tekercsek. A tekercsek pólusai előtt mindkét oldalon öntöttvas forgótárcsák (3) forognak. Ezek a tárcsák kapcsolódnak a görgő tengelyhez. A tárcsákba épített ventilátor lapátozás a fékgép hűtését szolgálja. A fékezőnyomaték nagysága a gerjesztő áram változtatásával állítható be: ettől függ ugyanis a tekercsek és a tárcsák között fellépő nyomaték, amelynek reakcióerejét méri az állórészt megtámasztó erőmérő cella.
A fékpad esetében tetszőleges (v, Fvonó) munkapont beállítható a működési jellegmezőn belül (11. ábra). A padok általában három előre beállított függvény szerint képesek a vonóerő (a jármű kerék kerületén kifejtett erő - ezzel terhel a pad) szabályozására:
a vonóerő állandó: Fvonó = állandó, a sebesség állandó: v = állandó és a vonóerő arányos a sebesség négyzetével: F vonó ~ v 2
Mindegyik karakterisztika helyzete, illetve meredeksége fokozatmentesen állítható. Az Fvonó ~ v2 karakterisztika alkalmas a fogyasztásmérés végrehajtására, hiszen ezzel a karakterisztikával a légellenállás jellege képezhető le. A gördülési ellenállást a görgőágy-kerék kapcsolat képezi le (természetesen a vizsgálatokhoz a gumiabroncs nyomását 30%-kal meg kell emelni, tehetetlenségi (gyorsítási, lassítási) ellenállás viszont ilyenkor nem hat, mivel a mérés stacioner (állandó sebességű) üzemállapotú.
Teljesítménymérő pad működési jellegmezeje
11. ábra
Fogyasztásmérés görgős teljesítménymérő próbapadon
A görgős padi fogyasztásmérést csak abban az esetben tudunk végezni, ha az adott gépkocsitípusra rendelkezünk a síkúti terhelés-azonosító paraméterekkel. A módszer előnye abban nyilvánul meg, hogy ha az adott típus terhelési azonosító adatát ismerjük, akkor annak már bármely egyede mérhető görgős padon, reprodukálható körülmények között. A padi terhelésazonosítás módszerét a továbbiakban Otto-motoros gépjármű esetére mutatjuk be.
Országúti terhelés-azonosítás
Ebben az esetben az F vonó ~ v 2 karakterisztika egy pontjának azonosító jellemzőit (motorfordulatszám, motor-terhelés) határozzuk meg országúti méréssel. Mivel a függvény jellege (másodfokú parabola) és kiinduló pontja (origó) adott, egyetlen pont is elegendő az egzakt azonosításhoz.
A mérés menete:
Az országúti fogyasztásméréssel azonos körülmények között az alábbi mérést végezzük el 5 - 5 esetben mindkét irányban:
Üzemállapot:
Sebességváltó: 3. fokozat Járműsebesség: 50 km/h = állandó
Mért jellemzők (terhelési azonosítók):
Motorfordulatszám Szívócsődepresszió (terhelés azonosító)
Próbapadi terhelés-azonosítás
A próbapadra állított autónál, a próbapad F vonó ~ v 2 terhelési jelleggörbéje esetén, a gázpedál-helyzet és a pad jelleggörbe meredekség változtatásával beállítjuk az országúton mért terhelési azonosítókat.
A pad által mért vonóerő értéket leolvassuk.
Az adott típus terhelés-azonosítója a további mérésekre már a (v, Fvonó) értékpár.
Erre beállítva a terhelő karakterisztikát, a fogyasztásmérés az előzőekben leírt elvek szerint végrehajtható.

| Ellenőrző kérdések
1. Ismertesse a tüzelőanyag-fogyasztás mérőszámait és kiszámításuk módját!
2. Mutassa be a térfogategység-számláláson alapuló tüzelőanyag-fogyasztás mérő műszerek mérési elvét!
3. Mutassa be a fogyasztásmérő bekötési elvét központi befecskendezéses benzinmotor esetén!
4. Mutassa be a fogyasztásmérő bekötési elvét forgóelosztós adagolóval felszerelt dízel-motor esetén!
5. Ismertesse az országúti járműfogyasztás-mérés technológiáját!
6. Ismertesse a görgős járműfékpadi járműfogyasztás-mérés technológiáját, és a padi terhelésazonosítás módszerét!
Önellenőrző kérdések
1. Hogyan határozható meg a l/100 km dimenziójú tüzelőanyag-fogyasztás!
| Méréssel.
| Számítással.
2. Mutassa be a térfogategység-számláláson alapuló tüzelőanyag-fogyasztás mérő műszerek mérési elvét?
| Mérőhengerrel mérjük a térfogatot.
| A mérés a térfogategységhez tartozó impulzusok (beépített Hall-jeladó segítségével) számlálásán alapul.
| A térfogatot köbözéssel határozzuk meg.
4. Az országúti fogyasztásmérésre kiválasztott útszakasznak az alábbi feltételeknek kell megfelelnie:
| sík beton felület
| jó minőségű aszfalt vagy beton burkolat, 1 %-nál nagyobb emelkedőket nem tartalmazhat, hossza legalább 2km (illetve haszonjárműveknél legalább 1 km)
| belvárosi zárt terület
5. Próbapadi jármű-fogyasztás mérés feltételei?
| A méréshez görgős járműfékpadra van szükség.
| A görgős padi fogyasztásmérést csak abban az esetben tudunk végezni, ha az adott gépkocsitípusra rendelkezünk a síkúti terhelés-azonosító paraméterekkel.
| Fékhatás mérő padra van szükség a méréshez.