Puolijohteet ja magnetismi

Sähkövastus

• Vastustaa sähkövirran kulkua
• Mittayksikkö ohmi
• Esim. vastusmateriaali rauta, hiili
• Kun johtimen pituus kaksinkertaistuu, myös vastus kaksinkertaistuu
• Kun johtimen poikkileikkaus puolittuu, vastus kaksinkertaistuu

PTC-vastus

(Positive Temperature Coefficient)

• Johdinmateriaalien vastus riippuu lämpötilasta
• Vastus kasvaa lämpötilan kasvaessa
• Kutsutaan kylmäjohtimeksi
• Lämpötilakerroin positiivinen
• Käytetään moottorin lämpötilatunnistimissa

NTC-vastus

(Negative Temperature Coefficient)

• Johdinmateriaalin vastus riippuu lämpötilasta
• Vastus pienenee lämpötilan kasvaessa
• Kutsutaan kuumajohtimeksi
• Lämpötilakerroin negatiivinen

Kondensaattori

• Koostuu kahdesta vastakkain asetellusta johdinlevystä joiden välissä on eriste
• Varastoi sähköenergiaa
• Kapasitanssi (eli kyky varastoida sähköenergiaa) ilmoitetaan faradeina
• Voidaan jakaa kahteen pääryhmään; kuivat ja elektrolyytti kondensaattorit
• Liiallinen jännite voi tuhota sen
• Virta lakkaa kulkemasta kondensaattorin läpi kun se on täysin varautunut

Transistori

• Toimii kytkimenä, vahvistimena ja läpäisy kyvyltään muunneltavana kytkimenä
• Kolmijalkainen
• Koostuu kannasta, emitteristä ja kollektorista
• Kannan virtaa säätämällä säädetään emitterin ja kollektorin välinen johtavuus
• Voi käyttää releenä

Diodi

• Päästää virran kulkemaan lävitseen vain toiseen suuntaan
• Esim. ledivalo
• Diodia käytetään estämään virran kulun väärään suuntaan

Zenerdiodi

• Käytetääm estosuunnassa
• Zenerdiodi päästää virran kulkemaan estosuuntaan kun valmistusvaiheessa asetettu zenerjännite ylittyy
• Soveltuu hyvin elektronisten järjestelmien ylijännitesuojaukseen ja jännitteen vakautukseen

Valodiodi

• Tuottaa valoa päästösuunta käytössä
• Hyvin pieni ominaisvastus
• Korkea valoteho erittäin pienellä virrankulutuksella
• Käytetään merkinanto- tai näyttötoimintoihin
• Valolle herkkä diodi päästää virran kulkemaan lävitseen kun siihen osuu valoa

Dieselmoottori

Ottomoottorin ja dieselmoottorin erot

♦ Ilman ja polttoaineen seos

• Dieselmoottorissa ilmaa imetään niin paljon kuin saadaan ja siihen ruiskutetaan polttoaine
• Ottomoottorissa ilman ja polttoaineen suhde on 14.7
• Eli dieselmoottorissa seoksen suhde ei ole niin tärkeä kuin ottomoottorissa

♦ Seoksen muodostus

• Dieselmoottorissa ilma puristetaan ensin kokoon ja sitten ruiskutetaan polttoaine eli seos muodostetaan vasta sylinterissä
• Dieselmoottorissa polttoaiane ruiskutetaan aina puristustahdin aikana
• Ottomoottorissa seos muodostetaan sylinterin ulkopuolella imusarjassa
• Ottomoottorissa polttoaine imetään moottoriin imutahdin aikana 

♦ Sytytys

• Dieselmoottorissa sytytys tapahtuu, kun ilmaan suihkutettu polttoaine räjähtää ilman kuumuuden takia
• Ottomoottorissa sytytystulppa sytyttää seoksen

Dieselmoottorit voidaan jakaa karkeasti kahteen ryhmään; esikammio- ja suoraruiskutusmoottoreihin.

Esikammioruiskutusmenetelmä:

♦ Polttoneste ruiskutetaan esikammioon

♦ Osa polttonesteestä syttyy esikammiossa

♦ Loput polttonesteestä puhalletaan palotilaan

♦ Palaminen tapahtuu hitaasti

Hyötysuhde n. 35% (ottomoottorissa n. 27%)

+ Kevyempi ja kontaktimpi rakenne

+ Hiljaisempi moottorin ääni

+ Pehmeä käynti

- Alhaisempi huippupaine ->tehottomampi

Soveltuu pääasiassa Hyötyajoneuvoihin ja henkilöautoihin.

Suoraruiskutusmenetelmä:

Suoraruiskutus
Tognum: MTU & MTU Onsite Energy By-Nc-Sa

♦ Polttoneste ruiskutetaan suoraan palotilaan

♦ Polttoneste höyrystyy

♦ Palaminen alkaa koko seoksessa samanaikaisesti

Korkea hyötysuhde n. 45% (taloudellisuus, ympäristönsuojelu)

- Kova moottorin ääni

- Massiivinen rakenne

Soveltuu pääasiassa kuorma-autoihin, rakennuskoneisiin, maatalouskoneisiin ja laivojen moottoreihin.

Uudemmat suoraruiskutusmenetelmät:

♦ Jakajaruiskutuspumppu/Riviruiskutuspumppu jossa määränsäädin

♦ Jakajaruiskutuspumppu jossa magneettiventtiili

♦ Pumppusuuttimet (PDE, PLD)

♦ Varaajaruiskutusjärjestelmä Common-Rail (yhteispanineruiskutus)

Kierto

♦ Tulo: Polttonestesäiliöstä ruiskutusjärjestelmään 

♦ Paluu: Ruiskutusjärjestelmästä polttonestesäiliöön

♦ Kierto: Komponenttien jäähdytys ja voitelu

Polttonestekierron tehtävät:

♦ Polttonestesäiliö: polttonesteen varastointi
♦ Polttonestesuodatin: polttonesteen puhdistus
♦ Polttonesteen esilämmitysventtiili: Polttonesteen esilämmitys ettei se tuki kylmänä suodatinta
♦ Polttonesteen siirtopumppu: polttonesteen siirto polttonestesäiliöstä korkeapainepumpulle, voi olla sähköinen tankin sisällä tai mekaaninen nokka-akselin päässä
♦ Sähköinen pysäytysventtiili: polttonesteen saannin keskeytys
♦ Korkea painepumppu: polttonesteen korkeapaineen muodostaminen eli nostaa paineen ruiskutuspaineeseen
♦ Rail-putki: polttonesteen varaaminen korkeapaineisena
♦ Ruiskutussuutin: polttonesteen ruiskutus
♦ Rail-putken painetunnistin: polttonesteen paineen mittaus, moottori tietää kuinka kauan suutinta tulee pitää auki
♦ Paineensäätöventtiili. polttonesteen paineensäätö
♦ Polttonesteen jäähdytin: polttonesteen jäähdytys

Polttonesteen siirtopumppu

♦ Polttonesteen siirtopumppu on hammaspyöräpumppu

♦ Nokka-akseli käyttää polttonesteen siirtopumppua

♦ Ylipaineventtiili rajoittaa polttonesteen matalapaineen 3.5 baariin

Korkeapainepumpun rakenne

♦ Korkeapainepumppu on säteismäntäpumppu

♦ Toimintatapa:

• Polttoneste imetään
• Polttonesteeseen muodostetaan paine
• Polttoneste siirretään Rail-putkeen

Polttonesteen korkeapaine

♦ Polttonesteen korkeapaine määräytyy moottorin kierroksien mukaan; alhaisilla kierroksilla ei tarvitse paineen olla kuin 200 bar

Suuttimien rakenne

♦ Polttonesteen ruiskutus tapahtuu suuttimien avulla

♦ Injektorit saavat toimintaansa hydraulisen tehostuksen

♦ Polttonestepaine toimii voimanlähteenä

♦ Lepotila

• Lepotilassa suutinneula sulkee suuttimen
• Polttonestettä ei pääse tippumaan palotilaan

♦ Suutin avautuu

• Magneettiventtiili avaa yhteyden venttiiliohjaustilan ja paluukierron välille
• Suutinneula työnnetään takaisin
• Ruiskutus tapahtuu

♦ Suutin sulkeutuu

• Kuulaistukkaventtiili sulkee yhteyden paluukiertoon
• Venttiilienohjaustilaan muodostuu jälleen paine
• Suutinneula työntyy eteenpäin ja ruiskutus päättyy