V současné době dosáhl rozvoj elektroniky ve světě takových úspěchů, že elektronické systémy se stále více stávají součástí lidské činnosti. Souvisí to především s automatizací a řízením technologických procesů. Také v oblasti automobilismu si elektronika vynucuje své místo především pod tlakem nových norem a předpisů o ochraně životního prostředí (hluk, exhalace, bezpečnost) a v poslední době také z hlediska šetření základních surovin, především nafty a odvozených produktů.
Silniční doprava se ve vyspělých kapitalistických státech podílí z 27 procent na celkové spotřebě energie získané z ropy. Jednou z cest snižování spotřeby je zavádění elektroniky do automobilu. Tímto způsobem je možno dosáhnout celkového snížení spotřeby paliv o více než 30 procent. Hlavními způsoby využití elektroniky v této oblasti je zvyšování účinnosti spalovacího procesu (přeplňování, řízení vstřikování, zvyšování komprese) a optimalizace těchto procesů. Kromě toho je celá řada dalších možností využití elektroniky. Vcelku je lze shrnout do třech kategorií:
1. zlepšení funkčních vlastností,Palubní kontrolní systém pro hlídání poruch na vozidle
Jedná se o elektronické zařízení, které kontroluje za provozu vozidla všechny důležité parametry, např. brzdové obložení, tlaky oleje, náplně kapalin a správnou funkci brzdových a koncových světel. Tyto dva systémy, jejichž části vidíte na snímcích, byly vyvinuty v rámci řešení TÚ 141/79, vyhlášeného konstrukcí osobních vozidel, se od sebe liší principy použitých snímačů. V současné době byly nasazeny do životnostních zkoušek vozidel a oba systémy mají najeto 68 tis. km a 28 tis. km - bez funkčních poruch. Hodnocení od řidičů je dobré, je však třeba dodat, že stavba těchto systémů byla prováděna v podmínkách strojírenského podniku a nikoliv v podmínkách elektronické výroby. Pro budoucí použití je nutno řešit ještě zástavbu systému do panelu řidiče tak, aby byly splněny podmínky vyhlášky FMD č. 90. Řešením TÚ se zabývaly dva kolektivy - BSP měřícího a výpočetního oddělení zkušeben a kolektiv TPV technického vývoje.
V n. p. Tatra byl soustředěn hlavní zájem na zlepšení funkčních vlastností. U zážehových motorů bylo v minulosti nahrazeno kontaktní zapalování zapalováním bezkontaktním (VKZ-1) s výsledkem snížení spotřeby a zvýšení spolehlivosti zapalování. V současné době vznikly další požadavky v souvislosti se zpřísněnými předpisy pro množství exhalací na způsob řízení předstihu. Mechanickou regulací není možno tyto požadavky splnit, a proto PAL-Magneton, n. p. Kroměříž vyvinul pro n. p. Tatra novou zapalování soustavu s elektronicky řízenou regulací předstihu, která je dosud v ověřovacích zkouškách. Byl ověřování elektronický systém vstřikování paliva fy BOSCH. Jeho použitím bylo dosaženo u motorů původní řady úspory paliva 5 proc. proti systému s karburátorem, přestože tato soustava nebyla konstruována pro motor T613 (tyto systémy se na daný typ motoru vyvíjejí a ladí z hlediska jeho použití). Jednoduchým řízením předstihu v závislosti na otáčkách a podtlaku v sacím potrubí není možno splnit náročné požadavky na množství exhalací při současné maximální spotřebě paliva. Proto je nutno předstih řídit ve víceparametrové soustavě (otáčky, výkon, teplota motoru, teplota okolí, teplota výfukových plynů, množství emisí). V zahraničí bylo přikročeno ke komplexnímu řízení motoru, jehož vývoj prováděla firma BOSCH tři roky pomocí nejmodernější výpočetní techniky.
Výsledkem je systém MOTRONIK, kde bylo dosaženo 5-20 procent úspory paliva oproti karburátorovému systému. Tento způsob není jen výsadou vozů vyšší kategorie, používá jej vozidlo Citroen Visa s elektronickým systémem Motorola.
Jsou známy aplikace komplexního řízení motoru - řízené spalování pomocí mikropočítače. Takové nasazení vyžaduje rozsáhlý výzkum a vývoj, neboť konečné řešení ovlivňuje i konstrukční provedení motoru (řízení vstřikování, směs paliva a vzduchu podle jízdního režimu, čas vstřiku a množství). Tímto komplexním řešení se dosáhlo u motoru Ford 20 proc. snížení spotřeby a splnění exhalací pro osmdesátá léta.
Spotřeba je také ovlivňována dlouhodobě i technickým stavem vozidla. Proto bylo přikročeno v n. p. Tatra k ověřovacím zkouškách elektronického palubního kontrolního systému, kde sledování funkčních vlastností bylo spojeno i s prvky bezpečnosti. Tento systém hlídá a signalizuje poruchy v průběhu jízdy na patnácti vybraných místech. Jednotlivá místa jsou seřazena do tří skupin podle důležitosti:
1. priorita - havarijní poruchy (minimální hladina oleje v motoru, minimální stav brzdové kapaliny, maximální teplota motoru, ztráta tlaku oleje),
2. priorita - poruchy, které mohou způsobit vážnější poškození (opotřebení brzdového obložení, použitá ruční brzda, nesvítící brzdová nebo koncová světla),
3. priorita - podružné poruchy (minimální stav paliva, vody v ostřikovači, porucha topení).
Vlastní indikace jakékoliv poruchy je provedena výraznou červenou kontrolkou. Zařazení do prioritních tříd je provedeno třemi kontrolními žárovkami v zorném poli řidiče a vlastní identifikace druhu poruchy je uskutečněna pomocí svítících diod LED mimo zorné pole řidiče. Elektronická část je navržena z integrovaných obvodů a tranzistorů tuzemské výroby a tvoří vlastní "minipočítač" soustavy, s jehož rozšířením se dále uvažuje.
Součástí soupravy jsou také snímače, z nichž některé jsou sériové výroby, některé bylo nutno navrhnout, jako například snímač stavu hladiny oleje v motoru, snímač hladiny brzdové kapaliny a vody v ostřikovači, snímač teploty motoru a snímače poruchy žárovek.
Dalším cílem je použití na užitkových vozidlech T815, kde umožní zjednodušení přístrojové desky a provádění kontroly na místech, která nebyla dosud sledována. Včasnou indikací poruch se zvýší efektivnost provozu vlivem včasných oprav drahých agregátů, snížením dlouhodobé spotřeby a zvýšením spolehlivosti vozidla.
Použití elektroniky je podmíněno vhodnou součástkovou základnou, jejíž parametry musí splňovat téměř požadavky kladené na kosmickou techniku:
1. kolísání teploty okolí -30 st. Celsia až plus 110 st. C v arktických podmínkách až -60 st. C),
2. zrychlení a vibrace - podle druhu provozu i 60 g nebo více,
3. vlhkost 100 procent, případně stříkající voda,
4. prašnost, nárazy kamenů a písku,
5. korozivní prostředí - oleje, exhalace, vlhkost, prach, chemické produkty z okolí,
6. kolísání napájecí palubní sítě,
7. neodborná obsluha,
8. rušení elektromagnetickými poli od vlastních agregátů i z okolí.
Zavádění mikroprocesorů a mikropočítačů ve sféře autoelektriky představuje zásadní změnu ve vývoji elektronických zařízení. Rozvoj elektronického průmyslu by měl předstihnout vývoj automobilové techniky tak, aby další inovace výrobků mohla být vybavena potřebou elektronikou. Je tedy podmíněn vývojem a výrobou pasívních a aktivních elektronických součástek, pomocných prvků (snímačů, relé apod.).
Nedostatečná součástková základna je hlavní příčina zaostávání v uplatňování elektroniky v našich vozidlech. Dosud neexistují vhodné součástky vyhovující zmíněným požadavkům, které musí navíc splňovat podmínku vysoké spolehlivosti srovnatelné minimálně s životností vozidla. Snímače musí vyhovovat ještě přísnějším požadavkům vzhledem ke svému umístění přímo na motoru a v agregátech vozidla. Cena všech těchto prvků musí být úměrná použití.
Důsledky této činnosti se promítnou i do vysokých nákladů na vývoj a ověřování elektronických systémů, které podle současných údajů tvoří 80 procent celkových nákladů na automobilovou elektroniku. Dále vzrostou nároky na potřebné specialisty a zkušební zařízení v oblasti vývoje i servisu. Jelikož se jedná o složitý a dlouhodobý proces v přístupu k této problematice, je potřebné zahájit včas i výběr a přípravu kádrů a zajištění nutného vybavení.
Ing. JIŘÍ TOMÍČEK
vedoucí odd. MVT
