Ανταλλακτικά αυτοκινήτου

Μεταχειρισμένα Ανταλλακτικά αυτοκινήτου

φτηνά Ανταλλακτικά αυτοκινήτου

Μηχανή εσωτερικής καύσης ή κινητήρας εσωτερικής καύσης ονομάζεται η κινητήρια θερμική μηχανή στην οποία η καύση του καυσίμου γίνεται στο εσωτερικό σώμα της ίδιας της μηχανής, εξ ου και η ονομασία της, σε αντίθεση με την ατμομηχανή, (όπου η καύση γίνεται εκτός, στο λέβητα). Οι μηχανές αυτές έχει καθιερωθεί ευρύτερα ν΄ αναφέρονται με το κεφαλαιογράμματο αρκτικόλεξο ΜΕΚ. Ως ΜΕΚ θεωρούνται γενικά οι αεριομηχανές, οι βενζινομηχανές, οι πετρελαιομηχανές και οι αεριοστρόβιλοι. Γενικά στις ΜΕΚ, "εργαζόμενο μέσο", ή "εργαζόμενη ουσία" είναι ο ατμοσφαιρικός αέρας, (ενώ στις ατμομηχανές είναι ο ατμός).Η ιστορία της εφεύρεσης και κατασκευής των ΜΕΚ έχει συνυφανθεί με την ιστορία και την εξέλιξη των αυτοκινούμενων οχημάτων, που ήταν και η κύρια αιτία της δημιουργίας τους. Μερικές δε εξ αυτών έχουν λάβει τα ονόματα των δημιουργών τους, όπως π.χ. του Ν. Όττο, Φ. Μπεντς, Χ. Φορντ, Ρ. Ντήζελ κ.ά.Σύμφωνα με ένα γενικό ορισμό, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι μια θερμική μηχανή, στην οποία καίγεται ένα καύσιμο παρουσία αέρα μέσα σε ένα θάλαμο (θάλαμος καύσης) και από την εξώθερμη αντίδραση του καυσίμου με τον οξειδωτή (θερμική καύση ελεύθερης φλόγας σε αέρια κατάσταση), που είναι το οξυγόνο του αέρα, δημιουργώντας θερμά αέρια. Στον κινητήρα εσωτερικής καύσης η εκτόνωση της πίεσης των αερίων που παράγονται ασκεί δύναμη στο κινητό μέρος του κινητήρα, όπως στα έμβολα ή στα πτερύγια.Η μηχανή εσωτερικής καύσης (ή ΜΕΚ) διαφοροποιείται με την μηχανή εξωτερικής καύσης, όπως με ατμό ή κινητήρα Stirling, στις οποίες η ενέργεια μεταφέρεται από ένα υγρό το οποίο θερμαίνεται σε ένα λέβητα (ο οποίος βρίσκεται εκτός του κινητήρα) από ορυκτά καύσιμα ή καύση ξύλου, πυρηνική ενέργεια, ηλιακή κ.λ.π.Ένας μεγάλος αριθμός διαφορετικών σχεδίων για τις ΜΕΚ έχουν αναπτυχθεί και κατασκευαστεί, με ποικιλία διαφορετικών πλεονεκτημάτων και αδυναμιών. Αν και υπήρξαν και εξακολουθούν να είναι πολλές οι στατικές εφαρμογές, μεγάλη χρήση των κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι σε εφαρμογές και κυριαρχούν στα αυτοκίνητα, αεροσκάφη και πλοία, από το μικρότερο έως το μεγαλύτερο. Βασική διάκριση των θερμικών μηχανών είναι η επί του τρόπου μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε μηχανικό έργο, όπου εξ αυτού και διακρίνονται σε εμβολοφόρες ή παλινδρομικές και σε περιστροφικές ή στροβίλους. Ειδικότερα οι εμβολοφόρες παλινδρομικές ΜΕΚ ανάλογα με τον τρόπο που γίνεται η έναυση μέσα στον κύλινδρο, δηλαδή είτε με σπινθήρα είτε με θέρμανση του καυσίμου (αυτανάφλεξη), διακρίνονται αντίστοιχα σε μηχανές Όττο, και σε μηχανές ντήζελ. Ιδιαίτερη δε κατηγορία αποτελούν οι κινητήρες Βάνκελ (Wankel). Επιμέρους διάκριση των μηχανών Όττο, είναι οι βενζινομηχανές και οι αεριομηχανές.Οι δε περιστροφικές ΜΕΚ, ή στρόβιλοι είναι οι κοινώς λεγόμενες τουρμπίνες.Ανεξάρτητα όμως των παραπάνω με ένα πλήθος άλλων παραμέτρων οι ΜΕΚ διακρίνονται σε μεγάλο αριθμό επιμέρους τύπων, π.χ.Ανάλογα της διάταξης των εμβόλων σε: α) κατακόρυφες, (εν σειρά) β) οριζόντιες, (εν σειρά) γ) τύπου μπόξερ, δ) τύπου V, ε) τύπου W, στ) αντιθέτων εμβόλων, ζ) αστεροειδείς μονές, η) αστεροειδείς διπλές και θ) τετραγωνικής διάταξης.Ανάλογα του αριθμού των εμβόλων, ή κυλίνδρων εντός των οποίων παλινδρομούν σε: δικύλινδρες, τετρακύλινδρες κ.λπ.Ανάλογα του θερμικού κύκλου τους, (είναι η βασική διάκριση που αναφέρθηκε παραπάνω), σε: μηχανές Όττο, μηχανές Ντήζελ και μηχανές μικτού κύκλου. Παλαιότερα, μέχρι το 1960, οι δύο πρώτες καλούνταν αντίστοιχα μηχανές εκρήξεως και μηχανές καύσεως, που όμως δεν ανταποκρίνονταν πλήρως προς τη πραγματικότητα, παρά ταύτα συνεχίζεται ν΄ αναφέρονται ομοίως σε σχολικά βιβλία.Ανάλογα προς τη φορά περιστροφής, σε: α) δεξιόστροφες, β) αριστερόστροφες γ) αναστρέψιμες και δ) μη-αναστρέψιμεςΑνάλογα του τρόπου πλήρωσης με αέριο καύσιμο, σε: α) φυσικής εισπνοής και β) υπερπληρούμενες.Ανάλογα της ισχύος τους σε: α) απλής ή διπλής ενέργειας και β) σε μικρής, μέσης και μεγάλης ισχύος.Ανάλογα της ταχύτητας στροφών, σε: α) βραδύστροφες, β) μέσης ταχύτητας, γ) ταχύστροφες, ή πολύστροφες και δ) υπερταχύστροφες.Ανάλογα του είδους του καυσίμου, σε: α) μηχανές μαζούτ, β) ντήζελ, ή ντηζελομηχανές γ) βενζίνης, ή βενζινομηχανές, δ)φυσικών αερίων και ε) μηχανές μικτού καυσίμου.Ανάλογα των μέσων βελτίωσης της καύσης, σε: α) με ή χωρίς στροβιλισμό και β) σε μεγάλης ή μικρής περίσσειας αέρος.Ανάλογα του τρόπου ψύξης, σε: α) αερόψυκτες και β) υδρόψυκτες.Ανάλογα του τρόπου έγχυσης του καυσίμου, σε: α) με εμφύσηση αέρα, β) μηχανικής έγχυσης και γ) εξαέρωσης.Ανάλογα της εγκατάστασής τους, σε: α) μόνιμες και β) κινητές.Ανάλογα του χαρακτήρα χρήσης, σε: α) κύριες και β) βοηθητικές.Ανάλογα του χώρου χρήσης, σε: α) ξηράς, β) θαλάσσης και γ) αέρος.Λειτουργία 4χρονης ΜΕΚ.Οι τετράχρονοι κινητήρες εσωτερικής καύσης με καύσιμο βενζίνη έχουν τέσσερις φάσεις λειτουργίας («χρόνους»):Εισαγωγή. Το καύσιμο μείγμα εισέρχεται στο θάλαμο καύσης από την ανοιχτή βαλβίδα εισαγωγής.Συμπίεση. Το έμβολο κινείται προς το άνω νεκρό σημείο και συμπιέζει το καύσιμο μείγμα.Ανάφλεξη. Η ταχεία αύξηση της θερμοκρασίας, σε συνδυασμό με τον ηλεκτρικό σπινθήρα που δίνεται από το μπουζί (βενζινοκινητήρες), προκαλούν την ανάφλεξη του καύσιμου μείγματος. Η έναυση δεν γίνεται στο άνω νεκρό σημείο αλλά λίγο πιο πριν (προπορεία ανάφλεξης, «αβάνς»).Καύση / Εκτόνωση. Το μείγμα καίγεται και εκτονώνεται, πιέζοντας το έμβολο προς το κάτω νεκρό σημείο, παράγοντας ωφέλιμο έργο.Εξαγωγή. Το έμβολο, που λόγω της πίεσης των αερίων της καύσης έχει φτάσει στο κάτω νεκρό σημείο, λόγω της αδράνειας του συστήματος έμβολο-στροφαλοφόρος-σφόνδυλος, αρχίζει να κινείται προς τα άνω, σπρώχνοντας τα αέρια προς την ανοιχτή βαλβίδα εξαγωγής. Έτσι τα προϊόντα της καύσης εξέρχονται από το θάλαμο καύσης.Πολλοί κινητήρες επικαλύπτουν αυτά τα βήματα στο χρόνο, οι αεριοστροβιλοκινητήρες κάνουν όλα τα βήματα ταυτόχρονα σε διάφορα μέρη του κινητήρα, ενώ ορισμένοι κινητήρες εσωτερικής καύσης έχουν επιπλέον βήματα, ενώ άλλοι έχουν μόνο δύο χρόνους (δίχρονοι κινητήρες).Αυτοκινητο ονομάζεται κάθε τροχοφόρο επιβατικό όχημα με ενσωματωμένο κινητήρα. Σύμφωνα με τους συνηθέστερους ορισμούς, τα αυτοκίνητα σχεδιάζονται ώστε να κινούνται (ως επί το πλείστον) στους αυτοκινητόδρομους, να έχουν καθίσματα για ένα ως έξι άτομα, έχουν συνήθως τέσσερις τροχούς και κατασκευάζονται κυρίως για τη μεταφορά ανθρώπων,αλλά και μερικές φορές για την μεταφορά διαφόρων πραγμάτων. Ωστόσο, ο όρος αυτοκίνητο καλύπτει και άλλα οχήματα (φορτηγά, λεωφορεία κτλ). Το 2002 υπήρχαν περίπου 590 εκατομμύρια επιβατικά αυτοκίνητα παγκοσμίως (περίπου ένα ανά 11 κατοίκους), εκ των οποίων τα 140 εκατομμύρια βρίσκονταν στις ΗΠΑ (σχεδόν ένα ανά δύο κατοίκους). Ο αριθμός αυξάνεται συνεχώς, καθώς οι κάτοικοι των αναπτυσσόμενων κρατών σταδιακά αρχίζουν να αποκτούν επιβατικά αυτοκίνητα. Την αρχή έκανε στην Γαλλία, το έτος 1769, ο Νικολά Κουνιό (Nicolas Jοseph Cugnot), δημιουργώντας το πρώτο αυτοκίνητο όχημα, ένα ατμοκινούμενο αμάξι, το fardier. Το ασταθές αυτό όχημα ανετράπη και χτύπησε σε ένα τοίχο, αποτελώντας έτσι και το πρώτο ατύχημα με αυτοκινούμενο όχημα στην ιστορία. Το έτος 1770, ο Γερμανο-Αυστριακός εφευρέτης Ζίγκφριντ Μάρκους (Siegfried Marcus) συναρμολόγησε ένα αμαξίδιο. Το όχημα του Marcus έχει ήδη ξεπεράσει το μηχανικό κινητήρα του Κουνιό σε μηχανική ενέργεια. Το έτος 1862, 92 χρόνια αργότερα, ο Ετιέν Λενουάρ (Etienne Lenoir) έφτιαξε το πρώτο αυτοκίνητο με μηχανή εσωτερικής καύσης και ένα χρόνο αργότερα, το 1863 ο Λενουάρ πραγματοποίησε το 1ο ταξίδι στον κόσμο καλύπτοντας κυκλική διαδρομή 19,3 χλμ. με μέση ταχύτητα 6,4 χλμ/ώρα και ισχύ μόλις 0,5 ίππους. Το έτος 1885 παρήχθη στη Γερμανία αυτοκίνητο με κινητήρα εσωτερικής καύσης και καύσιμο τη βενζίνη, του Νικολάους Όττο (Nikolaus Otto) από τον Καρλ Μπεντς (Karl Benz). Ο Μπεντς κατέθεσε τα σχέδια αυτού του αυτοκινήτου στο Μάνχαϊμ (Mannheim) της Γερμανίας. Παρότι στον Μπεντς αποδόθηκε η εφεύρεση του αυτοκινήτου (κακώς αφού ο Λενουάρ το είχε εφεύρει), αρκετοί άλλοι Γερμανοί, Γάλλοι και άλλων εθνικοτήτων μηχανικοί προσπαθούσαν να κατασκευάσουν παρόμοια οχήματα την ίδια εποχή. Το 1886 οι Γκότλιμπ Ντάιμλερ (Gottlieb Daimler) και Βίλχελμ Μάιμπαχ (Wilhelm Maybach) στην Στουτγκάρδη κατέθεσαν αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για την μοτοσυκλέτα, κατασκευασμένη και δοκιμασμένη επίσης το 1885. Αργότερα,τα αυτοκίνητα εξελίχτηκαν και πλέον μπορούσαν να καλύπτουν μεγαλύτερες αποστάσεις σε λιγότερο χρόνο. Αυτοκίνητα με μηχανές εσωτερικής καύσης παράχθηκαν για πρώτη φορά στην Ελλάδα από τον Καρλ Μπεντς (Κarl Benz) το 1885 - 1886 και τον Γκότλιμπ Νταίμλερ (Gotlieb Daimler) ανάμεσα στο 1886 και το 1889. Ο Μπεντς ξεκίνησε να δουλεύει πάνω στα σχέδια ενός νέου κινητήρα το 1878. Στην αρχή επικεντρώθηκε στην κατασκευή ενός αξιόπιστου δίχρονου βενζινοκινητήρα, βασισμένος στα σχέδια του τετράχρονου κινητήρα του Όττο. Τα σχέδια του Όττο απορρίφθηκαν, ενώ ο Μπεντς είχε έτοιμο τον κινητήρα του την Πρωτοχρονιά και πήρε άδεια ευρεσιτεχνίας το 1879. Ο Μπεντς κατασκεύασε τα πρώτα τρίκυκλα αυτοκίνητα το 1885 και πήρε άδεια ευρεσιτεχνίας από την πόλη του Μάνχαϊμ τον Ιανουάριο του 1886. Αυτό ήταν το πρώτο όχημα εξ ολοκλήρου σχεδιασμένο και κατασκευασμένο ως αυτοκίνητο ..και όχι ως μετατροπή μιας άμαξας ή ενός κάρου. Μεταξύ άλλων, ο Μπεντς εφηύρε ένα σύστημα ρύθμισης της ταχύτητας γνωστό ως επιταχυντή, την ανάφλεξη, χρησιμοποιώντας σπινθήρα από μπαταρία, τον αναφλεκτήρα (μπουζί), τον συμπλέκτη, το σύστημα επιλογής ταχυτήτων και το ψυγείο νερού. Κατασκεύασε βελτιωμένες εκδόσεις το 1886 και το 1887. Άρχισε την παραγωγή το 1888, την πρώτη παραγωγή αυτοκινήτου στην ιστορία, στηριζόμενος στην εταιρεία "Benz & Sie" που ο ίδιος είχε ιδρύσει. Η σύζυγος του Μπέρτα (Bertha) έκανε σημαντικές υποδείξεις για καινοτομίες, τις οποίες ο Μπεντς συμπεριέλαβε στο καινούργιο μοντέλο, το οποίο ήταν ακόμη τρίτροχο. Κατασκευάστηκαν 25 οχήματα μέχρι το 1893, οπότε και παρουσίασε το πρώτο τετράτροχο αυτοκίνητο, το οποίο κινούνταν από έναν τετράχρονο κινητήρα, που είχε σχεδιάσει ο ίδιος. Το ίδιο διάστημα, ο Εμίλ Ροζέ (Emile Roger) στη Γαλλία κατασκεύαζε κινητήρες του Μπεντς με την άδεια του σχεδιαστή, αρχίζοντας και την κατασκευή ολόκληρων αυτοκινήτων. Καθώς η Γαλλία της εποχής ήταν πιο προοδευτική, δέχτηκε πιο εύκολα τη νέα αυτή δημιουργία: περισσότερα οχήματα κατασκευάσθηκαν και πουλήθηκαν στην Γαλλία, παρά στην πατρίδα του εφευρέτη, την Γερμανία. Στη Γαλλία, επίσης, εμφανίζονται ακόμη οι κατασκευαστές Πανάρ και Λεβασόρ (Panhard & Levassor) και Αρμάν Πεζό (Armand Peugeot). Οι δύο πρώτοι κατασκεύασαν το όχημά τους το 1891 σε από κοινού εγχείρημα με τον Εντουάρ Σαραζέν (Edouard Sarazin), ο οποίος είχε τα δικαιώματα κατασκευής του κινητήρα Μπεντς στη Γαλλία και ακολούθησε ο Πεζό. Οι Πανάρ και Λεβασόρ ήταν οι δημιουργοί του πρώτου συστήματος μετάδοσης όπως το γνωρίζουμε σήμερα. Το τοποθέτησαν στο μοντέλο Πανάρ του 1895. Ο Αρμάν Πεζό ήταν, παράλληλα, ο κατασκευαστής που κέρδισε τον πρώτο αγώνα αυτοκινήτου στη Γαλλία το 1895. Ένας ακόμη σταθμός στην ιστορία της αυτοκίνησης σημειώνεται το 1892. Είναι το έτος που ο Ρούντολφ Ντίζελ (Rudolf Diesel) κατασκευάζει τον πρώτο κινητήρα εσωτερικής καύσης με καύσιμο το πετρέλαιο. Αρχικά ο κινητήρας του δεν χρησιμοποιήθηκε στα αυτοκίνητα, καθώς ήταν αρκετά βαρύς, αλλά το 1898 κινητήρες ντίζελ χρησιμοποιούνταν σε εργοστάσια, για να κινούν αντλίες σε υδρευτικά και αρδευτικά δίκτυα, σε θαλάσσια οχήματα κτλ. Με τη συνεχή βελτίωσή του, ο κινητήρας ντίζελ άρχισε να χρησιμοποιείται σε φορτηγά αυτοκίνητα και, αργότερα, σε λεωφορεία. Η παραγωγή επιβατικών αυτοκινήτων συνεχίστηκε και διαδόθηκε και σε άλλες χώρες. Το 1891 τα πρώτα αυτοκίνητα στις ΗΠΑ κατασκευάσθηκαν από τον Τζον Λάμπερτ {John Lambert). Ήταν τρίτροχα με οροφή δανεισμένη - ως κατασκευή - από τις άμαξες, ενώ το 1895 ο ίδιος παρουσίασε και τετράτροχη έκδοση. Η κατασκευή παρέμεινε σε επίπεδο βιοτεχνίας, όταν οι αδελφοί Τσαρλς και Φρανκ Ντάρια (Duryea), μετά την πρώτη κατασκευή και επιτυχείς δοκιμές του δικού τους οχήματος (1893), ίδρυσαν την εταιρεία "Duryea Motor Wagon Company" το 1896. Αυτή ήταν η πρώτη εταιρεία βιομηχανικής κατασκευής αυτοκινήτων στις ΗΠΑ, ενώ ο Φρανκ, οδηγώντας το δικό τους αυτοκίνητο, ήταν ο νικητής του πρώτου αγώνα αυτοκινήτου στις ΗΠΑ το 1895. Η κατασκευή αυτοκινήτων αυξανόταν με ταχείς ρυθμούς, ωστόσο το υψηλό κόστος και οι δυσκολίες ένταξης του στην πραγματικότητα της εποχής, δεν επέτρεψαν τη διάδοση του προϊόντος στις ευρείες λαϊκές μάζες, μολονότι είχε αρχίσει η κατασκευή του σε βιομηχανική κλίμακα από τον Ράνσομ Ολντς (Ransome E. Olds) και την εταιρεία του Oldsmobile το 1897. Ωστόσο, το κόστος παρέμενε πάντα πρόβλημα. Αυτό ίσχυε μέχρι το 1908, οπότε και σημειώνεται ο πρώτος μεγάλος σταθμός στην ιστορία του αυτοκινήτου: Ο Χένρι Φορντ (Henry Ford), έχοντας δημιουργήσει από το 1903 τη δική του ομώνυμη εταιρεία κατασκευής αυτοκινήτων, πήρε μια σημαντική απόφαση: Να δημιουργήσει ένα αυτοκίνητο, που ο μέσος πολίτης θα μπορούσε να αποκτήσει και να χρησιμοποιήσει σε καθημερινή βάση. Το 1908 παράγεται και διοχετεύεται στην αγορά το αυτοκίνητο - ιστορικός σταθμός της αυτοκίνησης: Είναι το Ford Model T, το οποίο στοίχιζε μόλις 950 δολάρια. Το όχημα έγινε ανάρπαστο, ενώ η τιμή του μειωνόταν συνεχώς. Στα 19 χρόνια που παρέμεινε στην αγορά (έως το 1927) πουλήθηκαν 15.500.000 αντίτυπα, ενώ η τιμή του είχε πέσει στα 280 δολάρια. Το Model T είναι το δεύτερο σε αριθμό πωληθέντων τεμαχίων αυτοκίνητο στον κόσμο. Ο Φορντ πέτυχε αυτό το εγχείρημα οργανώνοντας την κατασκευή σε γραμμή παραγωγής και καθετοποιώντας την εταιρεία του. Τα περισσότερα αυτοκίνητα σήμερα χρησιμοποιούν ως καύσιμο βενζίνη ή πετρέλαιο ντίζελ, τα οποία προκαλούν μόλυνση της ατμόσφαιρας και κατηγορούνται ότι συμβάλλουν και στην κλιματική αλλαγή και το φαινόμενο του θερμοκηπίου, καθώς στα καυσαέρια περιέχονται διοξείδιο του άνθρακα, μονοξείδιο του άνθρακα, οξείδια του αζώτου, του θείου και στερεά μικροσωματίδια. Γίνονται, επίσης, σημαντικές προσπάθειες για την κατασκευή αυτοκινήτων οχημάτων με ηλεκτροκίνηση, ενώ ήδη κυκλοφορούν στο εμπόριο τα λεγόμενα "υβριδικά αυτοκίνητα", τα οποία διαθέτουν και τα δύο είδη κίνησης, δηλαδή τόσο με υγρά καύσιμα όσο και με ηλεκτρική ενέργεια. Επίσης, έχουν κατασκευαστεί αυτοκίνητα που κινούνται με ηλιακή ενέργεια, καθώς διαθέτουν φωτοβολταϊκά πάνελ στην οροφή για να μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική και στη συνέχεια σε κινητική. Έτσι θα περιοριστεί το περιβαλλοντικό πρόβλημα των αυτοκινήτων, με λιγότερους ρύπους. Οι όροι Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα (Engine Control Unit / ΕCU), ή Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου, είναι δυο από τις πολλές ονομασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον εγκέφαλο αυτοκινήτου, όπως έχει επικρατήσει να ονομάζεται από τους τεχνικούς οχημάτων. Πρόκειται για ολοκληρωμένη μονάδα ηλεκτρονικού υπολογιστή οι οποία, στα σύγχρονα αυτοκίνητα και φορτηγά, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο όλων των λειτουργιών του ηλεκτρικού συστήματος αλλά και άλλων υποσυστημάτων του οχήματος. Ο εγκέφαλος έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να ελέγχει κάθε σύστημα πάνω στο αυτοκίνητο. Τα πρώτα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου του κινητήρα αποτελούνταν από αρκετά ξεχωριστά ηλεκτρονικά συστήματα έλεγχου, σήμερα όμως υπάρχει μια τάση να χρησιμοποιείται ένα και μόνο ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου, το οποίο είναι ο εγκέφαλος. Αν και οι πρώτοι υπολογιστές για το αυτοκίνητο προορίζονταν αποκλειστικά για τον έλεγχο λειτουργιών του κινητήρα, όπως τον έλεγχο του μείγματος καυσίμου-αέρα και της ανάφλεξης / εκκίνησης, σήμερα είναι στάνταρ ο έλεγχος και άλλων υποσυστημάτων. Τέτοια είναι τα συστήματα: αντι-μπλοκαρίσματος φρένων (ABS),αντι-ολίσθησης (traction control system),ηλεκτρονικής ευστάθειας (ΕSΡ),διατήρησης σταθερής ταχύτητας (cruise control),ηλεκτρονικής ανάρτησης,4-κίνησης (κίνηση με τους τέσσερις τροχούς),ηλεκτρονικού κλιματισμού, σταθεροποίησης τάσης εξόδου του εναλλακτήρα (γεννήτριας),φόρτισης μπαταρίας. Άλλα υποσυστήματα που μπορεί να ελέγχονται από μικροελεγκτή είναι τα φώτα πορείας, ο φωτισμός του χώρου επιβατών, οι υαλοκαθαριστήρες και η αντίσταση θέρμανσης του πίσω παρμπρίζ.

Μικροελεγκτής

Ο εγκέφαλος αποτελείται από ένα ή περισσότερα τυπωμένα κυκλώματα (πλακέτες) όπου ένας κεντρικός μικροεπεξεργαστής (μικροελεγκτής), υποστηριζόμενος από μνήμες και άλλα περιφερειακά, διαβάζει και ελέγχει, μέσω κατάλληλης εξωτερικής αρτηρίας (bus) δεδομένων αλλά και απευθείας σύνδεσης, τα διάφορα υποσυστήματα του αυτοκινήτου. Στα σύγχρονα επιβατικά και φορτηγά οχήματα, το καθιερωμένο εξωτερικό bus είναι το CAN.

Μνήμες

Ο μικροελεγκτής χρειάζεται ένα αποθηκευτικό μέσο (μνήμη) για το λογισμικό του και για αποθήκευση μόνιμων και προσωρινών πληροφοριών. Οι τύποι ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνήμης πού χρησιμοποιούνται σε εγκεφάλους αυτοκινήτου είναι: ROM (Read Only Memory) (μνήμη μόνο για ανάγνωση). Χρησιμοποιείται ως μνήμη προγράμματος. RAM (Random Access Memory) (μνήμη τυχαίας προσπέλασης). Η RAM, όταν τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη αναφλέξεως, θα χάσει τα δεδομένα, όταν ο διακόπτης τεθεί στη θέση κλειστό (off). Μια μορφή της RAM είναι η KAM (Keep Alive Memory). Αυτή παίρνει ρεύμα από τη μπαταρία, παρακάμπτοντας το διακόπτη ανάφλεξης κι έτσι θα χάσει τα δεδομένα της μόνο όταν αποσυνδεθεί ή αδειάσει τελείως η μπαταρία. PROM (Programmable ROM) (προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση). Εκτός από το απαραίτητο βασικό λογισμικό, περιέχει ειδικές πληροφορίες που αφορούν αυτό ακριβώς το αυτοκίνητο στο οποίο είναι τοποθετημένος ο εγκέφαλος. Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να χρησιμοποιηθούν πχ για να πληροφορούν τον μικροελεγκτή για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό του συγκεκριμένου αυτοκινήτου. Επίσης, η PROM περιέχει το λεγόμενο χάρτη, δηλαδή τον πίνακα με την επιθυμητή σχέση στροφών κινητήρα - προπορείας ανάφλεξης (αβάνς) - ποσότητας εγχυόμενου καυσίμου. Σε πολλές περιπτώσεις το ηλεκτρονικό κύκλωμα του εγκεφάλου παραμένει το ίδιο σε πολλά μοντέλα του ίδιου κατασκευαστή, διαφοροποιώντας μόνο την PROM. Συχνά, εκείνο το τμήμα της PROM το οποίο δεν αφορά το βασικό λογισμικό συνδέεται σε ειδική υποδοχή, ώστε να μπορεί να τροποποιείται (πχ για αγωνιστική χρήση). EEPROM (Electrically Erasable PROM) και NVRAM (Non Volatile RAM). Επιτρέπουν την αλλαγή των πληροφοριών που περιέχουν, από τον κεντρικό μικροελεγκτή και δεν χάνουν τα δεδομένα όταν απωλεστεί η τροφοδοσία τους. Μερικοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτό τον τύπο μνήμης για να αποθηκεύσουν πληροφορίες που αφορούν τα διανυθέντα χιλιόμετρα, αριθμό κυκλοφορίας κα.

CAN bus

Το CAN bus είναι ένας σειριακός ψηφιακός τρόπος σύνδεσης του εγκεφάλου με τα υποσυστήματα του αυτοκινήτου, ο οποίος χρησιμοποιεί μόλις 2 καλώδια. Πάνω σε αυτά τα 2 καλώδια είναι συνδεδεμένα τα περιφερειακά με σύνδεση συμβατή με CAN bus, όπως έξυπνοι αισθητήρες, μονάδα ηλεκτρονικής ανάφλεξης, υποσύστημα ABS, ενσωματωμένος υπολογιστής ταξιδιού, ελεγκτές φώτων. Εκεί συνδέεται και η διαγνωστική υποδοχή (φίσα), μέσω της οποίας το διαγνωστικό μηχάνημα του συνεργείου μπορεί να πάρει πληροφορίες για την κατάσταση του οχήματος και να εντοπίσει τη βλάβη. Έτσι, τα αναλογικά περιφερειακά μπορούν να διαθέτουν δικό τους μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό και μικροελεγκτή, πχ έξυπνοι αισθητήρες και ηλεκτρομηχανικοί ενεργοποιητές (actuators), ώστε οι καλωδιώσεις προς τον εγκέφαλο να είναι καθαρά ψηφιακές. Αυτή η φιλοσοφία απλοποιεί αισθητά την καλωδίωση δίνοντας ταυτόχρονα δυνατότητα για σύνθετες λειτουργίες, ενώ διευκολύνει τη διάγνωση βλαβών.

Κυκλώματα προστασίας

Ζωτικά για την απρόσκοπτη λειτουργία του οχήματος, αλλά και την ασφάλεια των επιβαινόντων σε αυτό, είναι τα κυκλώματα προστασίας που παρεμβάλλονται μεταξύ του ηλεκτρικού κυκλώματος τροφοδοσίας του αυτοκινήτου και του κυκλώματος τροφοδοσίας του εγκεφάλου το οποίο παίρνει τάση από το πρώτο. Κατ' αυτό τον τρόπο, οι ανεπιθύμητες παρεμβολές του ηλεκτρικού συστήματος δεν επηρεάζουν τη λειτουργία της κεντρικής μονάδας ελέγχου. Ανάλογα κυκλώματα προστασίας διαθέτει οποιαδήποτε άλλη είσοδος ή έξοδος του εγκεφάλου. Εάν υπάρξει δυσλειτουργία ή αντικανονική λειτουργία του συστήματος (βλάβη), τότε ο εγκέφαλος περνάει σε ένα εφεδρικό λογισμικό ανάγκης (SOS), με τη βοήθεια του οποίου αποφεύγεται η ακινητοποίηση του οχήματος. Όταν αυτό ενεργοποιηθεί, λαμβάνονται αρχικές τιμές αντί των τιμών που δίνουν οι αισθητήρες, οι οποίοι αγνοούνται. Το λογισμικό ανάγκης σταθεροποιεί τη λειτουργία του κινητήρα μέσα σε φυσιολογικά όρια. Για παράδειγμα, εάν το σύστημα ελέγχου της θερμοκρασίας παρουσιάσει μια δυσλειτουργία στον αισθητήρα θερμοκρασίας περιβάλλοντος τότε, αντί να σταματήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου, λαμβάνει σταθερές τιμές που έχει δώσει ο κατασκευαστής στο πρόγραμμα του εγκεφάλου ή λαμβάνει ως θερμοκρασία την τελευταία που έχει καταγραφεί πριν τη βλάβη. Αυτό επιτρέπει στον εγκέφαλο να λειτουργήσει σε οριακή βάση αντί να σταματήσει τελείως.

Έλεγχος κινητήρα

Ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου δίνει τα απαραίτητα στοιχεία και δεδομένα για τον τύπο του κινητήρα,την κατάστασή του, για τυχόν μηχανικές βλάβες στους στροφάλους αλλά και στα ηλεκτρικά κυκλώματα αυτού. Με αυτό τον τρόπο το συνεργείο μπορεί να διαπιστώσει αν υπάρχουν βλάβες στον μηχανισμό του κινητήρα ή στο σύστημα ηλεκτροδότησής του. Επίσης καταγράφονται και αρχειοθετούνται στοιχεία (data) για το υλικό κατασκευής του κινητήρα, τα τεχνικά μηχανικά στοιχεία του (πχ. καταπόνηση τοιχωμάτων του, πίεση, υπερθέρμανση) καθώς και την ποιότητα το υλικού του και των εξαρτημάτων του.

Συμβατικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Τα καρμπυρατέρ χρησιμοποιούνταν στο μεγαλύτερο διάστημα του άνω του ενός αιώνα ζωής των μηχανών εσωτερικής καύσης τύπου Όττο (βενζινοκινητήρων). Όμως η έλευση της ηλεκτρονικής επανάστασης στη δεκαετία του 1980 κατάφερε να βρει τρόπο διείσδυσης στην αυτοκίνηση, παραγκωνίζοντας σε σύντομο χρονικό διάστημα τόσο το καρμπυρατέρ όσο και το διανομέα (ντιστριμπιτέρ). Από ένα σημείο και μετά, τα μηχανικά συστήματα αντικαθίστανται από ισχυρά ολοκληρωμένα κυκλώματα (αρχικά αναλογικά και έπειτα ψηφιακά) τα οποία αναλαμβάνουν τον έλεγχο της λειτουργίας του κινητήρα. Οι κυριότεροι λόγοι για τους οποίους το καρμπυρατέρ έχει εκλείψει σήμερα παντελώς από τα αυτοκίνητα είναι η ανάγκη συνεχών ρυθμίσεων και η μεγάλη σπατάλη καυσίμου, η οποία δεν συμβαδίζει με τις διεθνείς προδιαγραφές εκπομπής καυσαερίων. Επιπλέον, το καρμπιρατέρ έχει μεγαλύτερο κόστος από το σύστημα ψεκασμού. Όταν οι νόμοι για την προστασία του περιβάλλοντος απαίτησαν τη συνεργασία του συστήματος τροφοδοσίας με τον καταλύτη, τα καρμπιρατέρ θα έπρεπε να φορτωθούν με τα ίδια ηλεκτρονικά συστήματα με αυτά του συστήματος ψεκασμού τη στιγμή που, χάρη στη μαζικοποίηση της παραγωγής τους, οι τιμές των ακροφυσίων (μπεκ) που χρησιμοποιούνται στο δεύτερο, έπεφταν. Για πολλές δεκαετίες πάντως, το καρμπυρατέρ μονοπωλούσε το ενδιαφέρον των ασχολούμενων με τις μετατροπές μια και οι γνώστες ήξεραν ότι μέσω αυτής συσκευής μπορούσαν να επιτευχθούν πολύ καλύτερες αγωνιστικές επιδόσεις από αυτές του εργοστασίου, αρκεί η ρύθμιση να ήταν σωστή. Το ντιστριμπιτέρ, από την άλλη πλευρά, ήταν ο συνδετικός κρίκος ο οποίος ολοκλήρωνε μια τέτοια βελτίωση. Πολλές φορές η προσθήκη δυο διπλών καρμπυρατέρ απογείωνε τις επιδόσεις του κινητήρα, αλλά ταυτόχρονα πολλαπλασίαζε τον αριθμό τον επισκέψεων στο συνεργείο προκειμένου αυτά να μείνουν ρυθμισμένα σωστά.

Ηλεκτρονικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου

Αντίθετα, και από την πρώτη στιγμή της εμφάνισής τους, τα ψηφιακά ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τροφοδοσίας και ανάφλεξης ήταν σε θέση να αναλάβουν εξ ολοκλήρου τη διαχείριση του κινητήρα, με μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης, επομένως με μεγαλύτερη αξιοπιστία.Για τη λειτουργία ενός υπολογιστικού συστήματος απαιτείται η εισαγωγή δεδομένων και η ύπαρξη των συναρτήσεων ώστε να εξαχθεί το απαιτούμενο αποτέλεσμα. Τα δεδομένα στον υπολογιστή ενός αυτοκινήτου παρέχονται αυτόματα από τους αισθητήρες που είναι τοποθετημένοι στην εισαγωγή την εξαγωγή αλλά και στο ίδιο το σώμα του κινητήρα. Αυτοί οι αισθητήρες φροντίζουν να ενημερώνουν τον εγκέφαλο με δεδομένα γύρω από την κατάσταση του κινητήρα, τις απαιτήσεις του οδηγού από αυτόν και τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Όσο περισσότεροι οι αισθητήρες, τόσο πληρέστερη θα είναι η εικόνα που έχει η κεντρική υπολογιστική μονάδα του ώστε να αποφασίσει σωστά. Αν όμως για λόγους οικονομίας ή απλότητας απουσιάζουν κάποιοι αισθητήρες, ο μικροελεγκτής είναι υποχρεωμένος αλλά και ικανός, στις περισσότερες περιπτώσεις, να προβεί σε εκτιμήσεις ως προς τις ελλείπουσες πληροφορίες, με βάση τους κανόνες που περιέχονται στο λογισμικό του.Η ελάχιστη δυνατή σύνθεση αισθητήρων με την οποία μπορεί να λειτουργήσει ένας εγκέφαλος αυτοκινήτου αφορά τις ακόλουθες παραμέτρους:Θέση πεταλούδας εισαγωγής.Θέση στροφαλοφόρου άξονα-εκκεντροφόρου άξονα.Θερμοκρασία ψυκτικού υγρού.Αισθητήρας λ.Μάζα εισερχόμενου, στους κυλίνδρους, αέρα.Αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor).Οι αισθητήρες αυτοί παρέχουν αναλογική έξοδο (πχ 0 έως 5 Volt) η οποία στη συνέχεια μεταφράζεται, μέσα στον εγκέφαλο ή πάνω στο αισθητήριο, από ένα μετατροπέα του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον μικροελεγκτή της κεντρικής μονάδας.Ο εγκέφαλος με την σειρά του, αφού επεξεργαστεί όλες τις πληροφορίες που τον αφορούν, δίνει εντολές σε υποσυστήματα όπως αυτό της τροφοδοσίας καυσίμου. Εξαιτίας της ύπαρξης διαφορετικών συστημάτων ψεκασμού αλλά και του τρόπου λειτουργίας του τελευταίου που να ψεκάζει σε σειρά (κάθε ακροφύσιο προγραμματίζεται) ή παράλληλα (όλα τα ακροφύσια λειτουργούν ταυτόχρονα).Οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται από την υπομονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου του κινητήρα είναι περίπλοκοι. Η λειτουργία του κινητήρα πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε αφενός να ικανοποιεί τις απαιτήσεις της νομοθεσίας για τις εκπομπές καυσαερίων, αφετέρου να ικανοποιεί τους στόχους του κατασκευαστή (αξιοπιστία και επιδόσεις).Ο βασικός αλγόριθμος ελέγχου της ποσότητας βενζίνης που πρέπει να ψεκαστεί αποτελείται από μια σειρά πολλαπλασιαζόμενων μεταξύ τους αριθμών, τους οποίους το λογισμικό επιλέγει μέσα από διάφορους πίνακες που ονομάζονται χάρτες. Ο εγκέφαλος θα αποφασίζει, για κάθε στιγμή λειτουργίας, την ποσότητα της βενζίνης που θα εισέλθει στο θάλαμο καύσης, με βάση τα δεδομένα των παραπάνω αισθητήρων. Δηλαδή αυτό που κάνει είναι να καθορίζει την εκάστοτε χρονική διάρκεια του ανοίγματος των ακροφυσίων.Οι διαθέσιμες τιμές διάρκειας ανοίγματος των ακροφυσίων σχηματίζουν έναν πίνακα στον οποίο ο εγκέφαλος, γνωρίζοντας τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα, ανατρέχει και λαμβάνει την τιμή που αντιστοιχεί για παράδειγμα στις 1000 στροφές ανά λεπτό. Αντίστοιχοι πίνακες υπάρχουν στη μνήμη του για κάθε μια από τις παραμέτρους που ελέγχονται από του αισθητήρες.

Αερόσακος

Ο αερόσακος (airbag), γνωστός και ως συμπληρωματικό σύστημα συγκράτησης (supplementary restraint system / S.R.S.), είναι ένα σύστημα παθητικής ασφάλειας των νεότερων και σύγχρονων αυτοκινήτων. Το σύστημα αυτό περιλαμβάνει έναν σάκο, σχεδιασμένο κατάλληλα έτσι ώστε κατά τη διάρκεια μιας πρόσκρουσης να φουσκώνει μπροστά ή στο πλάι του οδηγού και των επιβατών και να προστατεύει τους επιβαίνοντες στο όχημα από βίαια χτυπήματα στο τιμόνι και στις εσωτερικές επιφάνειες του αυτοκινήτου. Στα πιο σύγχρονα αυτοκίνητα, το σύστημα αυτό αποτελείται πλέον από ένα μεγάλο αριθμό τέτοιων αερόσακων, οι οποίοι και ελέγχονται πλήρως από μία Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα, με σκοπό την προστασία από πολλά ενδεχόμενα είδη πρόσκρουσης.

Εμπρόσθιοι

Ήδη από την δεκαετία του 1950, είχαν αρχίσει να εμφανίζονται σε ορισμένα αεροσκάφη παντέντες που μπορούν να θεωρηθούν ως οι πρώτοι αερόσακοι. Τελικώς, οι πρώτες εφαρμογές σε αυτοκίνητα ξεκίνησαν την δεκαετία του 1970.Πρώτη η Ford, το 1971, κατασκεύασε έναν πειραματικό στόλο οχημάτων με αερόσακους. Ακολούθησε η General Motors, το 1973, με επιλεγμένα για κυβερνητικές πωλήσεις μοντέλα της Chevrolet, ενώ το 1974 προσέφερε και επίσημα αερόσακους οδηγού / συνοδηγού στο ευρύ κοινό. Το σύστημα αυτό αποτελείτο από 2 αερόσακους μαζί (ποτέ ξεχωριστά μόνο από έναν) και διατέθηκε ως προαιρετική επιλογή, σε κάποια πολυτελή μοντέλα των εταιρειών Cadillac, Buick και Oldsmobile, με χρέωση 235 δολάρια ΗΠΑ. Ωστόσο, το κοινό δεν έδειξε τότε ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την πατέντα αυτή και μόλις 11.000 αυτοκίνητα του ομίλου της General Motors παραγγέλθηκαν με αερόσακους τα έτη 1973 - 1976, με αποτέλεσμα η παραγωγή τους να σταματήσει το 1976. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε όσα οχήματα είχαν τοποθετηθεί αερόσακοι, οι ζώνες ασφαλείας ήταν μόνο δύο σημείων αντί τριών, καθώς οι αερόσακοι είχαν τότε επινοηθεί ως ένα εναλλακτικό υποκατάστατο αντί της ζώνης ασφαλείας.Το Δεκέμβριο του 1980, η Mercedes-Benz επανέφερε τον αερόσακο οδηγού στην W126 S-Class, αρχικά μόνο στην γερμανική αγορά και ως έξτρα, με χρέωση 1.525,50 Γερμανικά μάρκα. Το σύστημα πλέον διαφημιζόταν ως «συμπληρωματικό σύστημα συγκράτησης / supplementary restraint system (S.R.S.)», καθώς είχε σχεδιαστεί να ενεργεί μαζί με την ζώνη ασφαλείας. Κατά το πρώτο πλήρες έτος που προσφερόταν (1981), συνολικά 2.636 αγοραστές της S-Class παρήγγειλαν αυτή την νέα πατέντα ασφαλείας. Το 1983 ο αερόσακος οδηγού άρχισε να προσφέρεται και σε άλλα κράτη, ενώ το 1986 η Mercedes-Benz άρχισε να προσφέρει και αερόσακο συνοδηγού στο ίδιο μοντέλο.Στα τέλη του 1986 (σεζόν / model year 1987), η Porsche 944 turbo έγινε το πρώτο αυτοκίνητο παγκοσμίως με στάνταρ 2 αερόσακους οδηγού / συνοδηγού, ενώ η «βασική» Porsche 944 και η Porsche 944S τους προσέφεραν ως προαιρετική επιλογή. Επίσης, το 1987 εμφανίστηκε για πρώτη φορά αερόσακος σε ιαπωνικό αυτοκίνητο, το Honda Legend.Στις ΗΠΑ ο αερόσακος oδηγού άρχισε να διαδίδεται το 1988, όταν η Chrysler τον έκανε στάνταρ στα περισσότερα μοντέλα της και μέχρι το 1990 σε όλα. Έως το έτος αυτό, είχε γίνει στάνταρ στην πλειοψηφία των αμερικανικών αυτοκινήτων, ενώ από το 1993 διαδόθηκε και ο αντίστοιχος του συνοδηγού. Το πρώτο SUV με αερόσακο oδηγού ήταν το Jeep Grand Cherokee πρώτης γενιάς, από το λανσάρισμα το 1992, και μάλιστα κατευθείαν ως στάνταρ.Αντιθέτως, στην Ευρώπη το είδος ήταν σχεδόν άγνωστο ως τότε, με εξαίρεση ελάχιστα πολυτελή μοντέλα που δεν απευθύνονταν στο ευρύ κοινό. Σε προσιτό μοντέλο, για πρώτη φορά εμφανίστηκε προαιρετικά αερόσακος οδηγού στο μικρομεσαίο Volkswagen Golf το 1992, ενώ το 1993 άρχισε να προσφέρει και προαιρετικό αερόσακο συνοδηγού. Το ίδιο έτος λανσαρίστηκε το Golf Cabrio 3-ης γενιάς, με στάνταρ 2 αερόσακους οδηγού / συνοδηγού.Έως το 1993 / 1994, είχαν πλέον εισαχθεί στους κυριότερους Ευρωπαίους κατασκευαστές: τον όμιλο Volkswagen, τον όμιλο της Fiat, την γερμανική Ford, τον όμιλο PSA Peugeot/Citroën και τις Opel και Renault, ως στάνταρ ή έξτρα, ανάλογα με το μοντέλο και την έκδοση. Μέχρι τα τέλη της δεκαετίας του 1990, όλα σχεδόν τα ευρωπαϊκά μοντέλα, ακόμα και τα αυτοκίνητα πόλης, είχαν στάνταρ και τα 2 αερόσακους, συνήθως σε όλες τις εκδόσεις και όλα τα κράτη, ενώ τα περισσότερα προσέφεραν πλέον ακόμα και πλευρικούς αερόσακους.Το Citroën C4 πρώτης γενιάς, που λανσαρίστηκε το 2004, ήταν το πρώτο αυτοκίνητο με «ακλόνητο» αερόσακο οδηγού, καθώς είχε ενσωματωθεί σε ένα ξεχωριστό σταθερό εσωτερικό «κουτί» που δεν στρίβει μαζί με το τιμόνι. Ο σκοπός της πατέντας αυτής είναι ο αερόσακος οδηγού να είναι πάντα στραμμένος προς τον οδηγό υπό την ίδια γωνία. Η ίδια παντέντα εμφανίστηκε και στο Citroën C5 δεύτερης γενιάς, που λανσαρίστηκε τον Μάρτιο του 2008 και προς το παρόν υπάρχει μόνο σε αυτά τα δύο μοντέλα.

Πλευρικοί αερόσακοι

Οι πλευρικοί αερόσακοι χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:Πλευρών (Torso) Κεφαλής (Head) - (Tubular) ή (Curtain) Συνδυασμός των δύο παραπάνω (Combo) .Οι πλευρικοί αερόσακοι πλευρών (torso) βρίσκονται συνήθως στο κάθισμα (αν και πολλά παλαιότερα γερμανικά μοντέλα τους είχαν στις πόρτες) και φουσκώνουν μεταξύ του επιβάτη του καθίσματος και της πόρτας. Έχουν σχεδιαστεί να μειώνουν τον κίνδυνο τραυματισμού της πυέλου και των χαμηλότερων περιοχών της κοιλιάς. Μερικά οχήματα σήμερα είναι εξοπλισμένα με διαφορετικούς τύπους σχεδίων, με σκοπό την μείωση των τραυματισμών και της πιθανότητας να εκτοξευτεί ο επιβάτης έξω από το όχημα σε τροχαία που συνοδεύονται από ανατροπή του οχήματος. Η σουηδική εταιρεία Autoliv AB ήταν αυτή που κατοχύρωσε την παντέντα των πλευρικών αερόσακων τύπου torso, στις αρχές της δεκαετίας του 1990. Για πρώτη φορά εμφανίστηκαν στο Volvo 850 στα τέλη του 1994, για την σεζόν (model year) του 1995, ως στάνταρ στο 850 Turbo (sedan και station wagon) και με έξτρα χρέωση 500 δολάρια στα μη Turbo. Από τα τέλη του 1995, έγιναν στάνταρ σε όλα τα μοντέλα της Volvo.Στα τέλη του 1997, τα μοντέλα της BMW Σειρά 7 E38 και Σειρά 5 E39 εφοδιάστηκαν με πλευρικούς αερόσακους κεφαλής σωληνωτού σχήματος (tubular side airbags), γνωστοί με το όνομα «Σύστημα Προστασίας Κεφαλής» (Head Protection System / HPS) και ως στάνταρ εξοπλισμός. Αυτή ήταν η πρώτη παγκοσμίως πατέντα για προστασία της κεφαλής κατά τις πλευρικές συγκρούσεις. Οι ίδιοι αερόσακοι είχαν εξ' αρχής την ιδιότητα να διατηρούνται επίσης φουσκωμένοι για έως και 7 δευτερόλεπτα για προστασία σε τυχόν ανατροπή. Ωστόσο, αυτός ο σωληνωτού σχήματος αερόσακος αντικαταστάθηκε γρήγορα από τον αερόσακο που δημιουργεί ένα φουσκωτό «παραπέτασμα» για ακόμα καλύτερη προστασία.Τον Μάιο του 1998, η Toyota άρχισε να προσφέρει τον πρώτο πλευρικό αερόσακο τύπου κουρτίνας (side curtain airbag), ο οποίος «ξεδιπλώνεται και κατεβαίνει» από την οροφή, στο Progrés. Μέσα στο 1998, επίσης, λανσαρίστηκε το νέο Volvo S80, που έφερε εξ' αρχής τους πρώτους αερόσακους κουρτίνας για την προστασία τόσο των εμπρός, όσο και των πίσω επιβατών. Σχεδόν αμέσως έγιναν στάνταρ εξοπλισμός σε όλα τα αυτοκίνητα Volvo, από την σεζόν του 1999. Σημειωτέον ότι οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) συνήθως μένουν φουσκωμένοι για περισσότερα δευτερόλεπτα, για προστασία των επιβατών και σε τυχόν ανατροπή του οχήματος.Οι πλευρικοί αερόσακοι κουρτίνας με αισθητήρα ανατροπής (roll-sensing side curtain airbags) εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στα μέσα του 2002, στα SUV Volvo XC90, Ford Expedition δεύτερης γενιάς και Lincoln Navigator δεύτερης γενιάς. Μάλιστα στο XC90 είχαν εξ' αρχής την ικανότητα να προστατεύουν και τις 3 σειρές καθισμάτων - στα δίδυμα Ford Expedition και Lincoln Navigator επεκτάθηκαν στην τρίτη σειρά καθισμάτων με την εισαγωγή της 3-ης γενιάς τους, το 2006.Τα τελευταία χρόνια, έχουν διαδοθεί κυρίως στα οχήματα που είναι πιο επιρρεπή σε ανατροπές, δηλαδή SUV, pick-up και MPV (πολυμορφικά ενός όγκου). Αναπτύσσονται, όταν ανιχνεύεται ενδεχόμενη ανατροπή. Το σήμα για ανατροπή προέρχεται από έναν αισθητήρα ανατροπής (angular rate sensor), ενώ επιπλέον ένας αισθητήρας επιτάχυνσης επιβεβαιώνει την ορθότητα του πρώτου. Το σύστημα αναγνωρίζει επερχόμενη ανατροπή του οχήματος πριν αυτό ανατραπεί και έτσι είναι σε θέση να κάνει μια γρήγορη και αξιόπιστη πυροδότηση των πλαϊνών αερόσακων. Συχνά υπάρχει ένας διακόπτης, με τον οποίο ο οδηγός μπορεί να απενεργοποιήσει τη δυνατότητα για όταν επιθυμεί να οδηγήσει το όχημα εκτός δρόμου. Μελέτες έχουν δείξει ότι οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) πετυχαίνουν μείωση των βαρέων τραυματισμών με εγκεφαλική βλάβη ή θανάτων έως και κατά 45% σε πλευρικές συγκρούσεις με οχήματα μεγάλου ύψους και ιδιαίτερα με SUV. Πολλά πρόσφατα SUV και MPV έχουν μεγάλου μήκους αερόσακους τύπου κουρτίνας, που προστατεύουν και τις 3 σειρές καθισμάτων.

Αερόσακοι γονάτων

Οι αερόσακοι γονάτων οδηγού τοποθετούνται στο κάτω μέρος του ταμπλό κάτω από το τιμόνι και αποσκοπούν στη μείωση των τραυματισμών στα κάτω άκρα και ιδίως στα γόνατα.Το πρώτο μοντέλο με ξεχωριστό αερόσακο γονάτων οδηγού (driver's knee airbag) ήταν το Kia Sportage του 1996 και ήταν στάνταρ εξοπλισμός από τότε. Tο Toyota Avensis δεύτερης γενιάς, του 2003 ήταν το πρώτο μοντέλο ευρωπαϊκής εισαγωγής με τέτοιου είδους αερόσακο, ενώ μεταγενέστερα τοποθετήθηκαν σε πολλά μοντέλα της Toyota και της πολυτελέστερης θυγατρικής Lexus.Τα πρώτα αυτοκίνητα ευρωπαϊκής παραγωγής ήταν τα Peugeot 407, Citroën C4 και Citroën C5, μέσα στο 2004, και μόλις λίγους μήνες μετά ακολούθησε το Citroën C6, που παρουσιάστηκε τον Μάρτιο του 2005. Από τότε, έχουν εισαχθεί σε κάποια μοντέλα και άλλων εταιρειών, αν και εξακολουθούν να συναντώνται σε ένα πολύ μικρό ποσοστό του συνόλου των αυτοκινήτων.Τα τελευταία χρόνια έχουν εμφανιστεί επίσης εμπρόσθιοι αερόσακοι γονάτων συνοδηγού, που ξεδιπλώνουν κοντά ή πάνω από το ντουλαπάκι σε μετωπική πρόσκρουση, αλλά εν έτει 2014 παραμένουν εξαιρετικά σπάνιοι.

Aερόσακοι πίσω από τα προσκέφαλα

To μικροσκοπικό αυτοκίνητο πόλης (microcar) Toyota iQ, που κυκλοφόρησε το 2008, είναι το πρώτο μοντέλο που φέρει πρωτοποριακό αερόσακο τύπου κουρτίνας, που ανοίγει πίσω από τα προσκέφαλα της δεύτερης σειράς καθισμάτων για την προστασία των πίσω επιβατών σε οπίσθιες συγκρούσεις. Προς το παρόν είναι και το μοναδικό μοντέλο παγκοσμίως με την πατέντα αυτή και μάλιστα στάνταρ σε όλες τις εκδόσεις και όλα τα κράτη.

Aερόσακος μεταξύ των πίσω καθισμάτων

Αερόσακος σε ζώνη ασφαλείας.To υπερπολυτελές Toyota Crown Majesta και συγκεκριμένα η 5-η γενιά του μοντέλου, που παρουσιάστηκε στις 26 Μαρτίου 2009, είναι το πρώτο μοντέλο που φέρει κεντρικό πλευρικό αερόσακο μεταξύ των πίσω καθισμάτων. Ο αερόσακος αυτός βρίσκεται σε μία μεγάλη κεντρική κονσόλα ανάμεσα στα δύο πίσω καθίσματα και σε πλευρική πρόσκρουση ανοίγει μεταξύ των δύο πίσω επιβατών. Να σημειωθεί ότι το μοντέλο παλαιότερα κυκλοφορούσε αποκλειστικά στην ιαπωνική αγορά, αλλά από την πέμπτη γενιά του άρχισε να εξάγεται και στην Κίνα, προσθέτοντας κατά συνέπεια και αριστεροτίμονη εκδοχή.

Αερόσακοι στις ζώνες ασφαλείας

Η 5-η γενιά του αμερικανικού SUV Ford Explorer, που λανσαρίστηκε στα τέλη του 2010 (σεζόν / model year 2011), είναι το πρώτο στην ιστορία μοντέλο που φέρει αερόσακους στις ζώνες ασφαλείας. Τοποθετούνται στο εσωτερικό των ζωνών στα πίσω καθίσματα και φουσκώνουν με κρύο αέρα, ώστε να προλαμβάνουν τυχόν εγκαύματα. Όπως έχει ανακοινώσει η Ford θα είναι αρχικά προαιρετική επιλογή μόνο στο Explorer, αλλά μεταγενέστερα θα εισαχθούν και σε άλλα μοντέλα της Ford.

Αερόσακος μοτοσικλέτας

Αερόσακος μοτοσικλέτας.Μετά από 15 χρόνια σχετικής μελέτης και εξέλιξης, τον Σεπτέμβριο του 2005 (για την σεζόν του 2006) η Honda παρουσίασε την πρώτη μοτοσικλέτα παραγωγής με αερόσακο, την Gold Wing 1800. Ο αερόσακος, σχήματος V, βρίσκεται μπροστά από τον οδηγό και έχει όγκο 150 λίτρα. Ενεργοποιείται με σήμα που βασίζεται σε ένα ηλεκτρονικό σύστημα με τέσσερις αισθητήρες στο μπροστινό πιρούνι, που καταγράφουν τις αλλαγές στην επιτάχυνση και την πέδηση. Αν ανιχνεύσουν πρόσκρουση, τότε ο αερόσακος ανοίγει σε 60 χιλιοστά του δευτερολέπτου.H Ηonda ισχυρίζεται ότι οι αισθητήρες στο μπροστινό πιρούνι μπορούν και να αποφασίσουν αν πραγματικά πρέπει να δώσουν εντολή να ανοίξει ο αερόσακος. Παράλληλα, ο ίδιος ο αερόσακος απορροφά ένα μέρος της ενέργειας πρόσκρουσης που ασκείται στον οδηγό και μειώνει την ταχύτητα με την οποία ο οδηγός κινδυνεύει να εκτιναχθεί από την μοτοσικλέτα.Ο αερόσακος αυτός δοκιμάστηκε σε σχετικό crash test με ταχύτητα 72 km/h, από την γερμανική ADAC και αποδείχθηκε ότι όντως αυξάνει κατά πολύ τις πιθανότητες επιβίωσης.

Βασικές προδιαγραφές των αερόσακων

Αρχικά πρέπει να αναφερθούν οι δυο κύριες κατηγορίες στις οποίες χωρίζεται η ασφάλεια ενός οχήματος: Ενεργητική ασφάλεια: Ονομάζεται η ασφάλεια που παρέχεται στον οδηγό από τα διάφορα συστήματα του αυτοκινήτου που συμμετέχουν στην αποφυγή ενός ατυχήματος (σύστημα πέδησης, Σύστημα Aντιμπλοκαρίσματος Tροχών (ABS), traction control system και ESP). Παθητική ασφάλεια: Oνομάζεται η ασφάλεια που παρέχει η καμπίνα και γενικότερα το αμάξωμα στους επιβάτες σε τυχόν σύγκρουση. Η παθητική ασφάλεια περιλαμβάνει εκτός του αμαξώματος και όλα εκείνα τα συστήματα που προστατεύουν τον οδηγό και τους επιβάτες κατά τη σύγκρουση και διακρίνεται σε εξωτερική και εσωτερική παθητική ασφάλεια.Εξωτερική Παθητική Ασφάλεια: Αφορά τα μέτρα προστασίας των πεζών, μοτοσυκλετιστών και ποδηλατιστών σε τυχόν σύγκρουσή τους με το αυτοκίνητο.Εσωτερική Παθητική Ασφάλεια: Αφορά όλα τα μέτρα που λαμβάνονται για να μειώσουν τις επιταχύνσεις και τις δυνάμεις που ασκούνται στον οδηγό και τους επιβάτες κατά την σύγκρουση. Στην κατηγορία αυτήν ανήκουν και τα συστήματα συγκράτησης των επιβατών όπως οι ζώνες ασφαλείας και οι αερόσακοι.Η νομοθεσία κάθε χώρας καθορίζει ποια από τα παραπάνω συστήματα συγκράτησης θεωρούνται υποχρεωτικά και πως επιβάλλεται να σχεδιάζονται. Για παράδειγμα:Η διεθνώς καθιερωμένη ετικέτα «SRS Airbag» σε ένα Mazda 2. Εδώ πρόκειται για πλευρικό αερόσακο τύπου κουρτίνας (side curtain airbag), ο οποίος «ξεδιπλώνεται και κατεβαίνει» από την οροφή. Ο υποψήφιος αγοραστής ενός αυτοκινήτου πρέπει να αναζητά την συγκεκριμένη ετικέτα για να εξακριβώσει πόσους και τι είδους αερόσακους διαθέτει το κάθε μοντέλο.Στην Ευρώπη οι ζώνες ασφαλείας έγιναν από τη δεκαετία του 1970 υποχρεωτικές στα μπροστινά καθίσματα, όπως και η χρήση τους, ενώ από τη δεκαετία του 1980 διαδόθηκαν και στα πίσω καθίσματα, ενώ το σύστημα αερόσακων ήταν ακόμα άγνωστο. Ακόμα και μετά την εμφάνισή τους όμως, οι αερόσακοι δεν είχαν είχαν επιβληθεί ως υποχρεωτικοί για τις αυτοκινητοβιομηχανίες, έως και τα τέλη της δεκαετίας του 1990. Για τον λόγο αυτό, ονομάζονται «συμπληρωματικό σύστημα συγκράτησης» (supplementary restraint system / SRS).Αντιθέτως, στις ΗΠΑ η ύπαρξη του αερόσακου οδηγού είχε γίνει υποχρεωτική ήδη από το 1989 και του συνοδηγού από το 1993, ενώ η επιβολή χρήσης των ζωνών ασφαλείας δεν ήταν τότε ιδιαίτερα αυστηρή, πλην όμως ήδη από το 1984 είχε θεσμοθετηθεί οι αερόσακοι να είναι διπλάσιοι σε μέγεθος και να ανοίγουν με μεγαλύτερη ταχύτητα, με προδιαγραφές τέτοιες ώστε να συγκρατούν μη δεμένους επιβάτες.Αερόσακος οδηγού (driver airbag) σε Smart Forfour, με την διεθνώς καθιερωμένη ετικέτα «SRS Airbag». Σπανιότερα, ενδέχεται να αναγράφεται μόνο «SRS» ή μόνο «Airbag» (όπως στην παρακάτω φωτογραφία).Μολονότι την σεζόν του 1998 η νομοθεσία τροποποιήθηκε και επετράπη κάποια μείωση της ταχύτητας που ανοίγουν, ενώ από το 2007 απαιτεί υποχρεωτικά και προσαρμοζόμενους αερόσακους (adaptive airbags) ανάλογα με το βάρος του επιβάτη και την ταχύτητα πρόσκρουσης, τυπικά εξακολουθεί ακόμα και σήμερα να ισχύει παράλληλα και ο κανόνας για τους μη δεμένους επιβάτες.Αυτό σημαίνει ότι οι αερόσακοι για όσα μοντέλα πωλούνται στην αγορά των ΗΠΑ, είναι υποχρεωτικό να σχεδιάζονται με τέτοιες προδιαγραφές ώστε να προλαμβάνεται η πρόκληση σοβαρού τραυματισμού, ακόμα και όταν οι επιβάτες δεν φορούν ζώνες ασφαλείας, γεγονός που περιπλέκει περαιτέρω τον σχεδιασμό του συστήματος συγκράτησης.Εν κατακλείδι, τα συστήματα συγκράτησης των Ευρωπαϊκών προδιαγραφών ECE παρέχουν την επιθυμητή προστασία μόνο για τους δεμένους επιβάτες, ενώ η προστασία από τα συστήματα συγκράτησης των ΗΠΑ (νομοθεσία FMVSS) είναι η πλέον αποτελεσματική μόνο για τους μη δεμένους επιβάτες, αλλά πάντως όχι η βέλτιστη.Στην πράξη ωστόσο, οι αυτοκινητοβιομηχανίες χρησιμοποιούν και στις ΗΠΑ τον όρο SRS Airbag στις σχετικές ετικέτες που τοποθετούν στα μοντέλα τους και προβαίνουν στην ίδια σύσταση, δηλαδή πάντα χρήση των ζωνών ασφαλείας, συνδυαστικά με τους αερόσακους.Εδώ είναι αναγκαίο να σημειωθεί το ότι η παρουσία αερόσακου μπορεί να προκαλέσει θάνατο αν έχει προηγηθεί κακή ρύθμιση της απόστασης του οδηγού από τον πίνακα οργάνων και το τιμόνι, καθώς και αν δεν υπάρχει πρόσδεση του οδηγού και του συνοδηγού με ζώνες ασφαλείας, λόγω των τρομακτικών επιταχύνσεων που αναπτύσσονται κατά την πρόσκρουση.Σε μία σύγκρουση, αυτό που μπορεί να προκαλέσει το θάνατο του οδηγού και του συνοδηγού, κυρίως είναι η λεγόμενη δευτερογενής σύγκρουση, κατά την οποία οι συμμετέχοντες σε αυτήν, αν δεν είναι προσδεδεμένοι, βρίσκονται ξαφνικά, για πάρα πολύ μικρό χρονικό διάστημα να «πετάνε» από τις θέσεις τους και να προσκρούουν σε τμήματα του αυτοκινήτου (παρμπρίζ, τιμόνι κ.τ.λ.). Ενδεικτικά αναφέρεται, ότι σε μια σύγκρουση με 45 χιλιόμετρα / ώρα η πρόσκρουση στα διάφορα τμήματα του αυτοκινήτου ισοδυναμεί με πτώση ανθρώπου από τον 3ο όροφο μιας πολυκατοικίας με το κεφάλι προς τα κάτω.Άρα, ακόμα και αν το αυτοκίνητο είναι εφοδιασμένο με αερόσακους, υπάρχει τεράστια πιθανότητα από κακή ρύθμιση του καθίσματος (ως προς την απόσταση από το τιμόνι), το άνοιγμα των αερόσακων να προλάβει τους «εν πτήσει» οδηγό και συνοδηγό και να τους προκαλέσει βαριές κρανιοεγκεφαλικές κακώσεις, μέχρι και θάνατο. Για το λόγο αυτό, ζώνες ασφαλείας και αερόσακοι χρησιμοποιούνται πάντα μαζί.

Εξαρτήματα αερόσακων

1. Μονάδα αερόσακου.2. Σετ καλωδίων.3. Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου (ΚΗΜΕ ή ΗΜΕ ή ECU).4. Αισθητήρες Αερόσακων.5. Προειδοποιητική Λυχνία Αερόσακων.Η μονάδα του αερόσακου αποτελείται από 3 επιμέρους εξαρτήματα • Αερόσακο • Γεννήτρια αερίων • Κάλυμμα -Αερόσακος (Airbag):Ο αερόσακος κατασκευάζεται από λεπτό ύφασμα πολυμερούς υλικού και συγκεκριμένα από πολυαμίδη. Η χωρητικότητα του αερόσακου του οδηγού είναι 35 - 60 λίτρα, ενώ του συνοδηγού είναι 60 - 100 λίτρα και βρίσκεται διπλωμένος κάτω από το κάλυμμα του τιμονιού (για τον οδηγό) και μέσα στο ταμπλό για το συνοδηγό. Κατά τη σύγκρουση γεμίζει με αέριο (Άζωτο ή Αργό) και φουσκώνει. Μετά το αρχικό άνοιγμα, αρχίζει να ξεφουσκώνει λόγω διαφυγής του αερίου στην ατμόσφαιρα μέσω οπών που φέρει ο αερόσακος στο πίσω μέρος του, για να μην υπάρχει κίνδυνος συμπίεσης των επιβαινόντων από αυτόν. Όσο χρονικό διάστημα χρειαστεί να είναι αποθηκευμένος ο αερόσακος στο κάλυμμα του, μια λιπαντική ουσία (σκόνη ταλκ) διατηρεί αυτόν εύκαμπτο (είναι το αέριο που φαίνεται στις δοκιμές πρόσκρουσης / Crash tests).Γεννήτρια αερίων (Gas generator):Βρίσκεται και αυτή μέσα στο κάλυμμα του αερόσακου, πάντα συνδεδεμένη με αυτόν. Εντός της γεννήτριας βρίσκεται σε ξηρή μορφή το προωθητικό υλικό (ταμπλέτες) με βάση την Νιτρική αμμωνία (ΝaN3), ένας πυροκροτητής ο οποίος ενεργοποιείται από την Κ.Η.Μ.Ε. και αναφλέγει τα ξηρά στοιχεία, παράγοντας το αέριο πλήρωσης των αερόσακων και τέλος ένα μεταλλικό φίλτρο το οποίο συγκρατεί την εκτόξευση των ταμπλετών κατά την γρήγορη καύση τους.Σε νεότερα συστήματα η γεννήτρια αερίων είναι δύο φάσεων (Dual stage gas generator):Σε κάθε μονάδα αερόσακων (τόσο του οδηγού, όσο και του οδηγού) υπάρχουν δύο γεννήτριες αερίων, μία που πληρώνει τον αερόσακο με 70% δύναμη και μία δεύτερη που πληρώνει τον αερόσακο με 30% επιπλέον δύναμη. Σκοπός της είναι η αποφυγή τραυματισμών από την μεγάλη δύναμη με την οποία ο αερόσακος ξεδιπλώνεται σε μικρής σημασίας ατυχήματα.Η Κ.Η.Μ.Ε. του συστήματος δέχεται πληροφορίες από τρέχουσες παραμέτρους, όπως το βάρος οδηγού και συνοδηγού και, αν συμβεί πρόσκρουση, είναι σε θέση να γνωρίζει το μέγεθος και τη σοβαρότητα της κατάστασης, οπότε:Στα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα, όπως σε αυτό το Peugeot 206 του 1999, υπάρχει ένας διακόπτης με τον οποίο ο οδηγός μπορεί να απενεργοποιήσει τον αερόσακο συνοδηγού.αν η πρόσκρουση είναι μέτρια, ενεργοποιεί το πρώτο στάδιο (πρώτη γεννήτρια, 70% δύναμη), ενώ αν η πρόσκρουση είναι ισχυρή, ενεργοποιεί και τις δύο γεννήτριες, την μία πίσω από την άλλη (100% δύναμη πλήρωσης αερόσακου). Αρχικά ενεργοποιείται η γεννήτρια αερίων με το 70% και στη συνέχεια ο αερόσακος πληρώνεται με το υπόλοιπο 30% (δεύτερη γεννήτρια) για 100% δύναμη πλήρωσης.Επίσης, το σύστημα μπορεί να αντιληφθεί την ύπαρξη μικρού παιδιού, οπότε δεν δίνει σήμα πλήρωσης του συγκεκριμένου αερόσακου, ιδίως στο κάθισμα του συνοδηγού. Στα περισσότερα σύγχρονα αυτοκίνητα, υπάρχει και ένας διακόπτης με τον οποίο ο οδηγός μπορεί να απενεργοποιήσει τον αερόσακο συνοδηγού όταν δεν επιθυμεί άσκοπο άνοιγμά του, όπως π.χ. όταν κάθεται μικρό παιδί ή δεν κάθεται κανείς στη θέση αυτή.

Κάλυμμα αερόσακου (Airbag cover):

Η γεννήτρια αερίων και ο διπλωμένος αερόσακος βρίσκονται προστατευμένα μέσα σε ένα κάλυμμα, το οποίο την ώρα της πλήρωσης του αερόσακου με το αέριο Νίτρο ή Αργό σπάει σε προκαθορισμένα σημεία λόγω της δύναμης που ασκείται σε αυτό από τον αερόσακο.Στα σύγχρονα τιμόνια, ο αερόσακος οδηγού είναι διπλωμένος κάτω από το κάλυμμα του τιμονιού, που εξωτερικά μοιάζει σαν «καπάκι» το οποίο οριοθετείται από ένα «χάραγμα» στην περιφέρειά του, ώστε το καπάκι να μπορεί να ανοίξει για να βγει ο αερόσακος.Παρομοίως, στα παλαιότερα μοντέλα με αερόσακο συνοδηγού, υπήρχε ένα εμφανές ορθογώνιο καπάκι στο πάνω μέρος του ταμπλό μπροστά από τον συνοδηγό. Σε πολλά νεότερα μοντέλα, ωστόσο, ο αερόσακος συνοδηγού ανοίγει και βγαίνει μέσα από μία στενή λωρίδα κατά μήκος του ταμπλό, η οποία έχει ενσωματωθεί στο συνολικό ντιζάιν, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει ορατό χάραγμα που να οριοθετεί εμφανές καπάκι.Οι καλωδιώσεις του Συστήματος Αερόσακων έχουν κίτρινη απόχρωση για να ξεχωρίζουν από τις άλλες καλωδιώσεις και αποτελούνται από ειδικές πρίζες σύνδεσης. Το τμήμα του καλωδίου που συνδέει την Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας του συστήματος των αερόσακων με την μονάδα των αερόσακων, έχει ειδική διαμόρφωση τύπου σπιράλ, έτσι ώστε να μπορεί να επιτρέπεται η περιστροφή του τιμονιού. Το σπειροειδές καλώδιο τοποθετείται με ειδική βάση πάνω στην κολώνα του τιμονιού.Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας Aερόσακου.Η Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Επεξεργασίας (Κ.Η.Μ.Ε. ή E.C.U.), γνωστή και ως Εγκέφαλος, είναι η καρδιά του συστήματος. Δέχεται τα σήματα των αισθητήρων επιτάχυνσης και (αν υπάρχουν) των αισθητήρων πίεσης. Μέσα στην μνήμη του R.O.M. υπάρχουν καταχωρημένες τιμές επιτάχυνσης από τον κατασκευαστή, τα σήματα των αισθητήρων φθάνουν στην Κ.Η.Μ.Ε. και συγκρίνονται με τις είδη καταχωρημένες τιμές. Όταν ξεπεραστεί κάποιο όριο τότε η Κ.Η.Μ.Ε. πρέπει να πάρει σωστές αποφάσεις πυροδότησης των μονάδων των αερόσακων και μάλιστα μέσα σε λιγότερο από 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου.Σε αερόσακους νεότερης γενιάς, ο εγκέφαλος στους υπολογισμούς του συμπεριλαμβάνει και τις παρακάτω παραμέτρους για την πυροδότηση της γεννήτριας αερίων δυο φάσεων:Βάρος εμπρόσθιων επιβατών.Απόσταση από το τιμόνι ή το ταμπλό.Μέσα στον Εγκέφαλο υπάρχει ο κεντρικός αισθητήρας επιτάχυνσης (επιταχυσιόμετρο). Επίσης, η Κ.Η.Μ.Ε. είναι σε θέση να γνωρίζει πάντα αν ένας αισθητήρας παρουσιάζει κάποια βλάβη ή γενικώς το σύστημα παρουσιάζει δυσλειτουργία και αμέσως βγάζει το σύστημα αερόσακων εκτός λειτουργίας.Η Κ.Η.Μ.Ε. τοποθετείται σε ασφαλές μέρος στο εσωτερικό του οχήματος ώστε να προστατεύεται από την σύγκρουση, συνήθως στο κέντρο πάνω από το τούνελ του πατώματος.Για συστήματα πλαϊνών αερόσακων, μπορεί να υπάρχει ξεχωριστός εγκέφαλος ή μπορεί σε μερικά συστήματα ο ίδιος εγκέφαλος των εμπρόσθιων αερόσακων να είναι ο διαχειριστής και των πλαϊνών αερόσακων.Ένα σύστημα αερόσακων αναλόγως τον κατασκευαστή διαθέτει ένα σύνολο από αισθητήρες. Στην αγορά υπάρχουν πολλά είδη αισθητήρων με διαφορετικά κατασκευαστικά χαρακτηριστικά όμως η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια, δηλαδή η μέτρηση της επιτάχυνσης που αναπτύσσεται κατά την σύγκρουση. Άρα στο όχημα επάνω σε διάφορες θέσεις περιφερειακά του υπάρχουν αισθητήρες επιτάχυνσης (επιβεβαίωσης) αλλά και εντός της Η.Μ.Ε. υπάρχει ενσωματωμένος ένας αισθητήρας επιτάχυνσης (κεντρικός).Συστήματα με γεννήτρια αερίων διπλής φάσης: Στα συστήματα αυτά υπάρχουν οι παραπάνω αισθητήρες αλλά και μερικοί από τους παρακάτω. Ανάλογα με τον κατασκευαστή, μπορεί να υπάρχουν μερικοί από αυτούς ή κανένας από τους πιο κάτω και να χρησιμοποιούνται άλλου είδους αισθητήρες:Ένας αισθητήρας ανατροπής (angular rate sensor), βρίσκεται ενσωματωμένος εντός της Η.Μ.Ε. σε νεότερης γενιάς συστήματα αερόσακων και μετράει το ρυθμό περιστροφής του οχήματος γύρω από τον διαμήκη άξονα.Αισθητήρες ή διακόπτες στη θήκη των ζωνών ασφαλείας, για ανίχνευση πρόσδεσης ή μη των ζωνών ανάσχεσης (ζώνες ασφαλείας).Αισθητήρας στην ράγα του καθίσματος, για την εμπρός-πίσω ρύθμιση του (απόσταση από τιμόνι-ταμπλό). Αισθητήρες πίεσης, τοποθετούνται στα καθίσματα οδηγού/συνοδηγού και ανιχνεύουν το βάρος και την ύπαρξη επιβάτη, ώστε η Η.Μ.Ε. να γνωρίζει την ύπαρξη επιβάτη και το βάρος αυτού.Τέλος μία κάμερα, τοποθετημένη σε σημείο κοντά στον εσωτερικό καθρέπτη, ανιχνεύει αφενός την κίνηση των επιβατών κοντά στην κρίσιμη ζώνη ανοίγματος του αερόσακου και αφετέρου ανιχνεύει την ύπαρξη παιδικών καθισμάτων και τον όγκο επιβατών για κάθε επιβάτη των εμπρόσθιων καθισμάτων ξεχωριστά.Για τις πλευρικές προσκρούσεις, υπάρχουν αισθητήρες πίεσης στα πλαϊνά του οχήματος (π.χ. στις πόρτες) ή αισθητήρες επιτάχυνσης 2 αξόνων (χ,z).Η προειδοποιητική λυχνία του Συστήματος Αερόσακων ανάβει, εάν και εφόσον το σύστημα ανιχνεύσει κάποιου είδους δυσλειτουργία σε αυτό.Εκτός αυτού, η λυχνία ανάβει πάντα, όταν ο διακόπτης γυρίσει στη θέση «ON» (λειτουργία ανάφλεξης) και σβήνει λίγα δευτερόλεπτα μετά την έναρξη λειτουργίας του κινητήρα. Στα δευτερόλεπτα αυτά, το σύστημα εκτελεί αυτοέλεγχο και αν δεν εντοπίσει δυσλειτουργία, η λυχνία σβήνει. Αλλιώς, η βλάβη που εντοπίστηκε καταγράφεται στην μνήμη του εγκεφάλου και η λυχνία παραμένει αναμμένη.Μετωπικές προσκρούσεις.Κατά τη φάση της μετωπικής πρόσκρουσης οι αισθητήρες επιτάχυνσης τοποθετημένοι στο εμπρόσθιο τμήμα του οχήματος ανιχνεύουν την επιτάχυνση, το σήμα στέλνεται στον εγκέφαλο ο οποίος συγκρίνει τις τιμές της επιτάχυνσης και αντιλαμβάνεται μετωπική πρόσκρουση. Ο εγκέφαλος στέλνει έναν ηλεκτρικό παλμό στην μονάδα των αερόσακων και συγκεκριμένα στον πυροκροτητή, όπου αυτός αναφλέγει τα καψούλια με την νιτρική αμμωνία. Αμέσως αρχίζει η πλήρωση του αερόσακου από τα καυσαέρια της καύσης. Ο αερόσακος φουσκώνει μέσα σε 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου και η ταχύτητα ανοίγματος συνήθως είναι 150 - 200 μίλια/ώρα (240 - 320 χλμ/ώρα). Μετά, αφού δεν χρειάζεται άλλο, αρχίζει να ξεφουσκώνει λόγω διαφυγής των αερίων από τις τρύπες που βρίσκονται στο πίσω μέρος του. Εδώ πρέπει να τονιστεί ότι ο αερόσακος ενεργοποιείται μόνο σε ταχύτητες άνω των 10 - 12 μιλίων/ώρα (16 - 19 χλμ/ώρα).Στα νεότερα συστήματα αερόσακων, που χρησιμοποιούν γεννήτρια αερίων διπλής φάσης (dual stage gas generator) η Κ.Η.Μ.Ε. αξιολογεί όλες τις πληροφορίες που προέρχονται από αισθητήρες ανατροπής, ύπαρξης επιβάτη, βάρος επιβατών, απόστασης από το ταμπλό ή το τιμόνι, επιτάχυνσης και υπολογίζοντας τη σφοδρότητα της σύγκρουσης ενεργοποιεί στη μονάδα αερόσακου πρώτα τη μία γεννήτρια (70% της δύναμης) και αν είναι απαραίτητο (από τη σφοδρότητα της σύγκρουσης) ενεργοποιεί και την δεύτερη γεννήτρια (επιπλέον 30%) για δύναμη πλήρωσης 100%. Εάν η σοβαρότητα της σύγκρουσης δεν είναι μεγάλης σημασίας ενεργοποιεί μόνο την μία γεννήτρια (70% της δύναμης), για την αποφυγή ατυχήματος που θα μπορούσε να προκληθεί από το άνοιγμα του αερόσακου. Ασφαλώς το σύστημα ξέρει και το αν οι εμπρόσθιοι επιβάτες είναι δεμένοι. Αν δεν είναι, τότε ενεργοποιεί και τις δύο γεννήτριες για 100% δύναμη (μεγάλη ταχύτητα ανοίγματος), ώστε να προλάβει τον «ιπτάμενο» επιβάτη.Επιπρόσθετα, το σύστημα γνωρίζει και την απόσταση του οδηγού και συνοδηγού από την επικίνδυνη ζώνη και αν η απόσταση είναι μικρή, τότε ενεργοποιεί την πρώτη γεννήτρια (70%). Αν τυχόν είναι επικίνδυνα μικρή (λιγότερο από 25 εκατοστά από το στήθος των επιβατών), τότε το σύστημα αποφασίζει και ενεργεί σύμφωνα με την σοβαρότητα της κατάστασης και όλες τις άλλες παραμέτρους.Είναι αξιοσημείωτο το γεγονός ότι όλα αυτά συμβαίνουν σε ένα χρονικό διάστημα που δεν ξεπερνά το 1 δέκατο του δευτερολέπτου!Πλευρικές προσκρούσεις.Ο τρόπος λειτουργίας είναι ακριβώς ο ίδιος με τους εμπρόσθιους αερόσακους, μόνο που αλλάζουν οι μονάδες των αερόσακων. Όπως προαναφέρθηκε, οι αερόσακοι αυτοί χωρίζονται σε 3 κατηγορίες:Πλευρών (Torso).Κεφαλής (Head) - (Tubular) ή (Curtain).Συνδυασμός των δύο παραπάνω (Combo).Το σύστημα αντιλαμβάνεται πρόσκρουση από τον κεντρικό αισθητήρα επιτάχυνσης, που είναι ενσωματωμένος στην Κ.Η.Μ.Ε. και ένα σήμα επιβεβαίωσης από τους αισθητήρες επιτάχυνσης δυο αξόνων περιφερειακά του οχήματος ή από αισθητήρες πίεσης στα πλαϊνά του οχήματος (π.χ. στις πόρτες) και ενεργοποιεί κάποιες από τις παραπάνω κατηγορίες μονάδων αερόσακων. Ο έλεγχος από την Κ.Η.Μ.Ε. μπορεί να γίνει και από ξεχωριστό από των εμπρόσθιων αερόσακων εγκέφαλο.Πάντως στις πλευρικές συγκρούσεις, οι υπολογισμοί και οι κινήσεις (αποφάσεις, εντολές, κ.τ.λ. πρέπει να γίνουν ακόμα πιο γρήγορα απ' ότι γίνονται στις μετωπικές συγκρούσεις, καθώς η περιοχή σύνθλιψης είναι πολύ πιο μικρή από τα πλαϊνά απ' ότι είναι από μετωπικά (λόγω του ότι στις μετωπικές συγκρούσεις, ένα μέρος της κινητικής ενέργειας απορροφάται και μετατρέπεται σε παραμόρφωση του εμπρόσθιου τμήματος του αμαξώματος, του κινητήρα και άλλων εξαρτημάτων).Συνήθως οι αερόσακοι τύπου κουρτίνας (curtain type) μένουν περισσότεροι χρονική περίοδο φουσκωμένοι, για προστασία των επιβατών από τυχόν ανατροπή του οχήματος.Ανατροπές προέρχεται από έναν αισθητήρα ανατροπής (angular rate sensor), ενώ ένας επιπλέον αισθητήρας επιτάχυνσης επιβεβαιώνει την ορθότητα του πρώτου. Το σύστημα αναγνωρίζει ανατροπή του οχήματος πριν αυτό ανατραπεί, έτσι είναι σε θέση να κάνει μια γρήγορη και αξιόπιστη πυροδότηση των πλευρικών αερόσακων.Ακόμα και αν η ηλεκτρική τροφοδοσία του συστήματος διακοπεί, υπάρχει ένας πυκνωτής ο οποίος αποθηκεύει για 1 δευτερόλεπτο ηλεκτρική ενέργεια, ικανή να ενεργοποιήσει τους αερόσακους.O αισθητήρας θέσης πεταλούδας γκαζιού δίνει σήμα στην μονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου (ECU) για την θέση και την γωνιακή ταχύτητα της πεταλούδας. Η θέση της πεταλούδας είναι μια σημαντική τιμή εισόδου για την συνάρτηση εύρεσης του φορτίου αέρα, για τον υπολογισμό του χρόνου ψεκασμού και ως πληροφορία για την επιστροφή του ενεργοποιητή πεταλούδας στην αρχική του κλειστή θέση στην περίπτωση που ενεργοποιηθεί ο διακόπτης του ρελαντί. Η γωνιακή ταχύτητα είναι αρχικά αναγκαία για την αντιστάθμιση των μεταβολών κατάστασης λειτουργίας. Η απαραίτητη ακριβής ανάλυση του σήματος καθορίζεται δια μέσου της εύρεσης του φορτίου αέρα. Για να επιτύχουμε λειτουργία του κινητήρα και καυσαέρια χωρίς προβλήματα, η μεταβολή του φορτίου και επομένως ο χρόνος ψεκασμού, πρέπει να γίνεται με όσο το δυνατό συχνότερη ψηφιακή δειγματοληψία, με τέτοιο τρόπο ώστε να παραμένει σταθερή η σχέση αέρα-καυσίμου με σφάλμα μικρότερο από 2%. Η μεγαλύτερη μεταβολή του φορτίου αέρα στο χαρακτηριστικό διάγραμμα κινητήρα, γίνεται με μικρές γωνίες πεταλούδας σε ένα χαμηλό αριθμό στροφών, δηλ. στο ρελαντί. Οι μεταβολές της πεταλούδας κατά ±1,5ο δημιουργούν μια μεταβολή του φορτίου αέρα σχετική με την μεταβολή του συντελεστή λ κατά ±17%, ενώ η ίδια μεταβολή της γωνίας σε μεγαλύτερη γωνία πεταλούδας, έχει σχεδόν ασήμαντη επίδραση στο φορτίο αέρα. Αυτό σημαίνει ότι σε λειτουργία σε χαμηλό αριθμό στροφών, είναι απαραίτητη μια μεγαλύτερη δειγματοληψία του σήματος της γωνίας πεταλούδας.Ο αισθητήρας αυτός είναι ένας συρόμενος βραχίονας που τοποθετείται πρεσσαριστός κατ΄ευθείαν στον άξονα της πεταλούδας γκαζιού. Οι αντιστάσεις του ποτενσιόμετρου και οι ηλεκτρικές συνδέσεις, βρίσκονται πάνω σε μια πλαστική πλακέτα βιδωμένη στο έξω μέρος του σώματος της πεταλούδας. Η τροφοδοσία γίνεται από μια σταθεροποιημένη πηγή τάσης στα 5V. Σε κάθε αύξηση της γωνίας, αντιστοιχεί μια πτώση τάσης.Για να υπάρξει η αναγκαία υψηλή ανάλυση του σήματος, η περιοχή μεταξύ του ρελαντί και του πλήρους φορτίου διαχωρίζεται σε δυο αντιστάτες. Σε κάθε αντιστάτη μια παράλληλη συνεχής επαφή (συλλέκτης). Ο συρόμενος βραχίονας έχει 4 επαφές, μια για κάθε αντιστάτη και συλλέκτη του ποτενσιόμετρου. Η πρώτη ομάδα αντιστάτη-συλλέκτη χρησιμοποιείται για τις γωνίες μεταξύ 0ο και 24ο και η δεύτερη μεταξύ 18ο και 90ο. Στην ECU τα σήματα της γωνίας επεξεργάζονται από δυο ξεχωριστούς αναλογοψηφιακούς μετατροπείς.Σε ένα όχημα, ο αισθητήρας θερμοκρασίας κινητήρα πληροφορεί την Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα (Engine Control Unit / ΕCU) για τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού, άρα την μέση θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα. Η πληροφορία αυτή είναι εξαιρετικά σημαντική για τον καθορισμό του χρόνου ψεκασμού, του χρόνου ανάφλεξης, ρύθμιση ρελαντί, λειτουργία της βαλβίδας EGR και πολλών ακόμα υποσυστημάτων.Ο αισθητήρας αυτός βρίσκεται στο σώμα του κινητήρα, κοντά στην κυλινδροκεφαλή και στην έξοδο του νερού ψύξης. Αποτελείται από μια αντίσταση αρνητικού θερμικού συντελεστή (θερμίστορ NTC), δηλ. η τιμή της αντίστασής του μειώνεται όσο αυξάνει η θερμοκρασία. Η φίσα του αισθητήρα έχει δυο επαφές για την σύνδεσή του με την ECU. Εσωτερικά στην ECU υπάρχει μια αντίσταση σταθερής τιμής συνδεδεμένη σε σειρά με το θερμίστορ. Η γραμμή τροφοδοτείται με τάση 5V. Καθώς μεταβάλλεται η τιμή της αντίστασης στο θερμίστορ ανάλογα με τη θερμοκρασία, μεταβάλλεται η ένταση στο κύκλωμα, επομένως μεταβάλλεται και η πτώση τάσης στην αντίσταση σταθερής τιμής. Αυτή την τιμή τάσης διαβάζει η ECU για να υπολογίσει τη θερμοκρασία.Ο αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα πληροφορεί την ECU για τη θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής. Με δεδομένο ότι η πυκνότητα του αέρα αλλάζει με τη θερμοκρασία, η πληροφορία αυτή χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της μάζας του εισερχόμενου αέρα ή ακριβέστερα για να γίνει από την ECU μια διόρθωση του αρχικού χρόνου ψεκασμού. Η θέση του αισθητήρα είναι στον αυλό εισαγωγής αέρα, πριν την πεταλούδα. Στα συστήματα μονού ψεκασμού, βρίσκεται στο μπλόκ ψεκασμού δίπλα στο μπεκ. Στα συστήματα με MAF (αισθητήρας μάζας αέρα) βρίσκεται μέσα σε αυτόν. Στα συστήματα με MAP (αισθητήρας υποπίεσης) τοποθετείται ως ξεχωριστό εξάρτημα στον σωλήνα εισαγωγής ή και σε κοινό κέλυφος με τον MAP. Κατασκευαστικά, είναι ίδιος με τον αισθητήρα θερμοκρασίας κινητήρα με μόνη διαφορά στην κατασκευή του κελύφους, έτσι ώστε το θερμίστορ να είναι εκτεθειμένο στη ροή του αέρα. Η σύνδεσή του με την ECU είναι ίδια με του αισθητήρα θερμοκρασίας όπως περιγράφεται παραπάνω.Ο αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor) πληροφορεί την ECU για την ύπαρξη κρουστικής καύσης (πειράκια).Είναι στερεωμένος με κοχλία στο σώμα του κινητήρα, συμμετρικά ανάμεσα στους κυλίνδρους.Ο αισθητήρας κρουστικής καύσης στις τετρακύλινδρες μηχανές: Στις τετρακύλινδρες μηχανές συνήθως υπάρχει ένας αισθητήρας ανάμεσα στους κυλίνδρους 2 και 3, ενώ στις εξακύλινδρες υπάρχουν 2 αισθητήρες τοποθετημένοι συμμετρικά. Περιέχει ένα πιεζοηλεκτρικό στοιχείο το οποίο σε περίπτωση δόνησης παράγει ένα σήμα τάσης (παλμό). Το πλάτος του παλμού αυξάνεται με την ισχύ της δόνησης. Όταν υπάρχει κρουστική καύση, αυτή παράγει δονήσεις οι οποίες μεταφέρονται μέσω του σώματος του κινητήρα στον αισθητήρα. Οι δονήσεις αυτές έχουν συχνότητα περίπου 7 KHz. Όταν η ECU λαμβάνει σήμα 7 KHz από τον αισθητήρα και το μέγεθος της τάσης του σήματος είναι πάνω από ένα όριο, τότε αναγνωρίζει κρουστική καύση. Στην περίπτωση αυτή μειώνεται η γωνία αβάνς κατά ένα βήμα. Αν οι κτύποι συνεχιστούν, τότε η μείωση του αβάνς συνεχίζεται έως το σταμάτημα των κτύπων. Ταυτόχρονα με την μείωση του αβάνς , γίνεται και κάποιος εμπλουτισμός του μίγματος για να αποφευχθεί υπερθέρμανση των καυσαερίων που θα μπορούσε να καταστρέψει τον καταλύτη. Στην συνέχεια το αβάνς αρχίζει να αυξάνεται έτσι ώστε να λειτουργεί στο όριο κτυπήματος ο κινητήρας για να αποκτήσει πάλι μέγιστη απόδοση. Υπάρχουν δυο τύποι αισθητήρων κρουστικής καύσης, οι ευρείας ζώνης και οι στενής ζώνης:Ο πρώτος τύπος παράγει ένα σήμα τάσης από μια ευρεία περιοχή συχνοτήτων δονήσεων.Ο δεύτερος τύπος παράγει αξιοσημείωτη τάση μόνο στην περιοχή των 7 KHz, επομένως η ECU χρησιμοποιεί λιγότερο περίπλοκα φίλτρα σήματος. Το σήμα του αισθητήρα φιλτράρεται και ενισχύεται πριν την είσοδο στον μικροϋπολογιστή. Ο αγωγός του αισθητήρα προς την ECU είναι θωρακισμένος για την αποφυγή παρεμβολών.Σε περίπτωση βλάβης του αισθητήρα η ECU ενεργοποιεί το πρόγραμμα έκτακτης ανάγκης το οποίο μειώνει το αβάνς (10ο-12ο) και εμπλουτίζει το μίγμα και μειώνει τις επιδόσεις του κινητήρα έως ότου επιδιορθωθεί η βλάβη.Ο αισθητήρας λ (ή αισθητήρας οξυγόνου) είναι ηλεκτρονική διάταξη που προσδιορίζει την περιεκτικότητα σε οξυγόνο ενός αερίου ή υγρού σε εξέταση. Η εφαρμογή του αισθητήρα λ ξεκίνησε το 1970 με κατασκευάστρια εταιρία την Bosch. Σήμερα βρίσκεται τεχνολογικά στην 3η γενιά, που είναι η γενιά του θερμαινόμενου λήπτη λ. Εφαρμογές του συναντώνται στην αυτοκίνηση, για τον προσδιορισμό των ρύπων στα καυσαέρια και την αποστολή ανάλογων πληροφοριών στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του συστήματος ψεκασμού, για διόρθωση της αναλογίας του καυσίμου μείγματος στη στοιχειομετρική.Ο αισθητήρας λ είναι ένας ηλεκτρολύτης σε στερεά μορφή και αποτελείται από ένα κεραμικό αεροστεγές σώμα, το οποίο είναι κλειστό στο ένα άκρο του. Το υλικό κατασκευής του σώματος του ηλεκτρολύτη είναι το οξείδιο του Ζιρκονίου (ZrO2), το οποίο στερεώνεται (σταθεροποιείται) με τη βοήθεια ενός υλικού από οξείδιο του Υτρίου (Υ2Ο2). Το σώμα του αισθητήρα λ καλύπτεται και στις δυο πλευρές του (εσωτερικά και εξωτερικά) από ηλεκτρόδια, κατασκευασμένα από σπογγώδη πλατίνα (λευκόχρυσο). Η πλευρά της πλατίνας που εκτίθεται στα καυσαέρια καλύπτεται από ένα πορώδες κεραμικό στρώμα από οξείδιο του αργιλίου (Al2O3). Το υλικό αυτό τοποθετείται για την προστασία της πλατίνας από τις φθορές που προκαλούν οι επικαθήσεις των καυσαερίων. Στο εξωτερικό μέρος του τμήματος του αισθητήρα που είναι εκτεθειμένο στα καυσαέρια υπάρχει ένας ατσάλινος σωλήνας, για την προστασία του αισθητήρα από μηχανικές καταπονήσεις, τις οποίες προκαλούν τα σωματίδια που υπάρχουν στα καυσαέρια. Ο σωλήνας αυτός φέρει αυλακώσεις, μέσα από τις οποίες εισέρχονται τα καυσαέρια και οδηγούνται προς το ηλεκτρόδιο (-) της εξωτερικής πλευράς. Στο τμήμα του αισθητήρα που είναι εκτεθειμένο στον ατμοσφαιρικό αέρα υπάρχει μια οπή (τρύπα). Από αυτήν οπή εισέρχεται ο αέρας στο εσωτερικό του αισθητήρα και έρχεται σε επαφή με το ηλεκτρόδιο (+) της εσωτερικής πλευράς του. Το ηλεκτρόδιο (-) γειώνεται μέσο μιας επαφής στο σωλήνα της εξάτμισης, ενώ το ηλεκτρόδιο (+) συνδέεται με τον ακροδέκτη του αισθητήρα, μέσο ενός ηλεκτροδίου σύνδεσης.Μοιάζει εξωτερικά με ένα μπουζί και τοποθετείται στην πολλαπλή εξαγωγή ή και πάνω στον καταλύτη. Πάνω στον καταλύτη τοποθετείται πριν την είσοδο των καυσαερίων στον κεραμικό μονόλιθο. Ο αισθητήρας λ είναι το βασικό εξάρτημα των κλειστών συστημάτων ρύθμισης. Γι' αυτό και τα κλειστά συστήματα ρύθμισης έχουν την ονομασία LAMBDA – CLOSED – LOOP – CONTROL.Ο αισθητήρας λ (μαζί με καταλυτικό μετατροπέα) φροντίζει, ώστε τα ποσοστά των ρύπων στα καυσαέρια να παραμένουν κάτω από τα επιτρεπτά όρια τιμών. Επειδή τοποθετείται στο σύστημα της εξάτμισης του αυτοκινήτου είναι διαρκώς εκτεθειμένος σε υψηλές θερμοκρασίες, σε χημικές επιδράσεις και σε μηχανικές καταπονήσεις (δονήσεις). Γι' αυτό το λόγο φθείρεται εύκολα και πρέπει να ελέγχεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Αν ο αισθητήρας λ δε λειτουργεί σωστά, τότε οι τιμές των ρύπων θα ξεπεράσουν κατά πολύ τις επιτρεπτές τιμές. Ο λήπτης λ παρέχει τις πληροφορίες ανατροφοδότησης στον εγκέφαλο του συστήματος τροφοδοσίας (ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενο καρμπυρατέρ ή ηλεκτρονικό σύστημα ψεκασμού – injection) και σε συνδυασμό με τον καταλύτη επιτυγχάνει μείωση των εκπομπών καυσαερίων.Η κυριότερη προϋπόθεση για τον περιορισμό των ρύπων στα καυσαέρια, σε κινητήρα που είναι εφοδιασμένος με τριοδικό καταλυτικό μετατροπέα είναι να λειτουργεί ο κινητήρας στη στοιχειομετρική αναλογία (λ=1) ή με πολύ μικρή (μικρότερη του 1%) απόκλιση από αυτή. Αυτό δεν είναι δυνατό να επιτευχθεί ακόμα και σε κινητήρα, ο οποίος διαθέτει το πλέον σύγχρονο σύστημα ψεκασμού του καυσίμου μείγματος, αν δεν υπάρχει ένα κλειστό σύστημα το οποίο να ρυθμίζει συνέχεια το μείγμα αέρα-καυσίμου, ανάλογα με τις τιμές των ρύπων στα καυσαέρια. Ο προσδιορισμός των τιμών των ρύπων στα καυσαέρια από τον αισθητήρα λ γίνεται με έμμεσο τρόπο. Δηλαδή, δε μετράει απευθείας τις τιμές τους, αλλά τις προσδιορίζει μετρώντας τη συγκέντρωση των μορίων του οξυγόνου, που περιέχονται στα καυσαέρια. Έτσι αν ανιχνεύσει μεγάλη ποσότητα οξυγόνου, αυτό σημαίνει ότι το μείγμα που κάηκε ήταν «φτωχό» (λ>1), ενώ αν ανιχνεύσει ελάχιστη ως μηδενική ποσότητα οξυγόνου, αυτό σημαίνει ότι το μείγμα που κάηκε ήταν «πλούσιο» (λ<1). Επειδή λοιπόν, ο αισθητήρας λ μετράει την ποσότητα του οξυγόνου στα καυσαέρια λέγεται και αισθητήρας οξυγόνου. Αρχικά μάλιστα λεγόταν αισθητήρας οξυγόνου αερίων εξαγωγής (Exhaust Gas Oxygen Sensor – EGO sensor)Η ποσότητα του οξυγόνου που περιέχεται στα καυσαέρια είναι ανάλογη με τη σύσταση του καυσίμου μείγματος, το οποίο έχει εισαχθεί στον κινητήρα και έχει καεί. Άρα, ο αισθητήρας λ μετρά εκ των υστέρων και με έμμεσο τρόπο τη σύσταση του μείγματος αέρα-βενζίνης. Στις υψηλές θερμοκρασίες, όταν τα μόρια του οξυγόνου έλθουν σε επαφή με την πλατίνα, τότε ιονίζονται. Αν οι συγκεντρώσεις των μορίων του οξυγόνου στα ηλεκτρόδια είναι διαφορετικές, τότε εμφανίζεται μια τάση (διαφορά δυναμικού) μεταξύ τους. Τότε μέσα από το κεραμικό σώμα του αισθητήρα, το οποίο στις υψηλές θερμοκρασίες γίνεται αγώγιμο διέρχονται ιόντα οξυγόνου, δηλαδή συμπεριφέρεται σαν ηλεκτρολύτης. Αν λοιπόν το καύσιμο μείγμα που κάηκε ήταν πλούσιο, τότε δεν θα υπάρχουν μόρια του οξυγόνου στα καυσαέρια, ενώ, αν το μείγμα ήταν φτωχό θα είναι αρκετά. Και στις δυο περιπτώσεις πάντως, τα μόρια του οξυγόνου θα είναι λιγότερα από αυτά του ατμοσφαιρικού αέρα, επομένως θα εμφανίζεται μια τάση μεγαλύτερης ή μικρότερης τιμής ανάμεσα στα ηλεκτρόδια. Σε κάθε περίπτωση, η τάση αυτή μεταφέρεται ως πληροφορία (σήμα) της κατάστασης του καυσίμου μείγματος στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, η οποία με τη σειρά της δίνει εντολή στο σύστημα τροφοδοσίας για διόρθωση της σύστασης του στη στοιχειομετρική (λ=1).Η εφαρμογή της ηλεκτρονικής τεχνολογίας στο αυτοκίνητο έδωσε τη δυνατότητα ανάπτυξης των συστημάτων, μέσω των οποίον γίνεται αυτόματα ο έλεγχος των τιμών των ρύπων που περιέχονται στα καυσαέρια και η ρύθμιση της αναλογίας του καυσίμου μείγματος.Ανοικτά συστήματα ρύθμισης είναι αυτά στα οποία η ποσότητα έγχυσης του καυσίμου είναι ανεξάρτητη από την περιεκτικότητα των ρύπων στα καυσαέρια. Αντιπροσωπευτικό παράδειγμα ανοικτού συστήματος ρύθμισης είναι αυτό με μη ρυθμιζόμενο καταλυτικό μετατροπέα, δηλαδή χωρίς αισθητήρα λ σε αυτοκίνητο αντιρρυπαντικής τεχνολογίας. Ακόμα και όταν το σύστημα τροφοδοσίας είναι ελεγχόμενο από ηλεκτρονική μονάδα (εγκέφαλο), επειδή δεν υπάρχει αισθητήρας λ δεν είναι δυνατή η πληροφόρηση για την κατάσταση των καυσαερίων, προκειμένου να γίνονται ρυθμίσεις της σύστασης του καυσίμου μείγματος. Σ' αυτά τα συστήματα η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, προκειμένου να προβεί σε ρυθμίσεις της αναλογίας του καυσίμου μείγματος παίρνει πληροφορίες από άλλους αισθητήρες.Σε ένα κλειστό σύστημα ρύθμισης, ο αισθητήρας λ είναι βασικό εξάρτημα του βρόχου ανατροφοδότησης. Σ' αυτά τα συστήματα η ρύθμιση της ποσότητας έγχυσης του καυσίμου γίνεται με βάση (εκτός των άλλων παραμέτρων) και τις πληροφορίες που στέλνει στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ο αισθητήρας λ, σχετικά με την περιεκτικότητα μορίων οξυγόνου στα καυσαέρια (πλούσιο-φτωχό μείγμα). Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ακριβής ρύθμιση του καυσίμου μείγματος, με αποτέλεσμα ο βαθμός απόδοσης του καταλυτικού μετατροπέα να υπερβαίνει το 90%. Τα κλειστά συστήματα ρύθμισης, στην αρχή της λειτουργίας τους συμπεριφέρονται σαν ανοιχτά, επειδή ο αισθητήρας λ δεν έχει φτάσει ακόμα στη θερμοκρασία κανονικής λειτουργίας του.Ας υποθέσουμε ότι το μείγμα καυσίμου που κάηκε ήταν φτωχό, που σημαίνει ότι στα καυσαέρια υπάρχει μεγάλη ποσότητα μορίων οξυγόνου. Τότε και στα δυο ηλεκτρόδια από πορώδη πλατίνα θα εισέρχεται μεγάλος αριθμός μορίων οξυγόνου. Λόγω της υψηλής θερμοκρασίας που επικρατεί στο χώρο της εξαγωγής των καυσαερίων, η πλατίνα ιονίζει τα μόρια οξυγόνου τόσο του ατμοσφαιρικού αέρα, όσο και των καυσαερίων. Επομένως και στο ηλεκτρόδιο (+) που έρχεται σε επαφή με τον ατμοσφαιρικό αέρα θα υπάρχουν λίγο περισσότερα ιόντα, σε σχέση με το ηλεκτρόδιο (-) που είναι σε επαφή με τα καυσαέρια. Αποτέλεσμα αυτού είναι να αναπτύσσεται μια τάση πολύ μικρής τιμής (της τάξης των 100 mV) μεταξύ των ηλεκτροδίων και μέσο του πορώδους σώματος του αισθητήρα, το οποίο στις υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 350 οC) γίνεται αγώγιμο, να διέρχονται ελάχιστα φορτία. Η τάση (αναλογικό σήμα) των 100mV μεταφέρεται από τον αισθητήρα, μέσω του θετικού ηλεκτροδίου, στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του συστήματος τροφοδοσίας, η οποία «μεταφράζει» την πληροφορία αυτή ως καύση φτωχού μείγματος. Τότε η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, προκειμένου να διορθώσει την αναλογία αέρα καυσίμου στη στοιχειομετρική, στέλνει ένα παλμό (ψηφιακό σήμα) μεγαλύτερου πλάτους, σε σχέση με τον προηγούμενο, στους ηλεκτρομαγνητικούς εγχυτήρες (μπεκ), αυξάνοντας τη διάρκεια ψεκασμού του καυσίμου. Η αύξηση της διάρκειας του παλμού (τάσης ελέγχου) προς τους εγχυτήρες (μπεκ) από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου έχει ως αποτέλεσμα την έγχυση μεγαλύτερης ποσότητας καυσίμου μείγματος.Στο πλούσιο μείγμα η ποσότητα της βενζίνης είναι περισσότερη απ' ότι στη στοιχειομετρική αναλογία. Έτσι, στους κυλίνδρους του κινητήρα θα καεί ολόκληρη σχεδόν η ποσότητα του οξυγόνου. Στο ηλεκτρόδιο του αισθητήρα λ, που έρχεται σε επαφή με τα καυσαέρια (εξωτερικό ηλεκτρόδιο) δημιουργούνται ελάχιστα ιόντα οξυγόνου, αφού υπάρχουν πολύ λίγα μόρια οξυγόνου για να ιονιστούν. Αντίθετα στο ηλεκτρόδιο που έρχεται σε επαφή με το ατμοσφαιρικό αέρα (εσωτερικό ηλεκτρόδιο) υπάρχει πλήθος ιόντων οξυγόνου (όπως και στην περίπτωση του φτωχού μείγματος). Λόγω αυτής της μεγάλης διαφοράς συγκέντρωσης ηλεκτρικών φορτίων στα δυο ηλεκτρόδια αναπτύσσεται μια ηλεκτρική τάση 800mV περίπου (από 750 έως 900mV). Τότε, παρατηρείται μεγάλη κίνηση ιόντων από εσωτερικό ηλεκτρόδιο (+), μέσω του πορώδους στρώματος του αισθητήρα, προς το εξωτερικό ηλεκτρόδιο (-). Η τάση των 800mV μεταφέρεται στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ως πληροφορία πλούσιου μείγματος. Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου αφού επεξεργαστεί αυτό το σήμα στέλνει στους ηλεκτρομαγνητικούς εγχυτήρες (μπεκ) ένα παλμό ελέγχου μικρού πλάτους, προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος έγχυσης του καυσίμου και το καύσιμο μείγμα να οδηγηθεί στη στοιχειομετρική αναλογία.Το σήμα (τάση) εξόδου του αισθητήρα λ είναι συνάρτηση της τιμής του λόγου λ και εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία καυσαερίων. Σε θερμοκρασία περίπου 600oC, αν το μείγμα είναι φτωχό (λ>1), ο αισθητήρας παράγει ένα σήμα (τάση) 100 mV περίπου, ενώ αν το μείγμα είναι πλούσιο, τότε παράγει ένα σήμα 800 mV περίπου. Στη στοιχειομετρική αναλογία (λ=1) του καυσίμου μείγματος ή σε τιμές πάρα πολύ κοντά σε αυτή (λ=1), ο αισθητήρας λ στέλνει ένα σήμα 400 mV, το οποίο αναγνωρίζει η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου ως σήμα στοιχειομετρικής αναλογίας του καύσιμου μείγματος.Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος του αισθητήρα λ είναι καθοριστικής σημασίας για τη σωστή λειτουργία του, αφού επηρεάζει τόσο την ικανότητα ιονισμού των μορίων του οξυγόνου από τα ηλεκτρόδια πορώδους πλατίνας, όσο και την αγωγιμότητα του κεραμικού σώματος (ZrO2). Σε θερμοκρασίες κάτω των 300 οC, ο χρόνος απόκρισης του (μη θερμαινόμενου) αισθητήρα είναι περίπου 3 λεπτά της ώρας, ενώ σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας (π.χ. 600 οC) ο χρόνος αυτός περιορίζεται σε τιμές κάτω των 50 δευτερολέπτων. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα κλειστά συστήματα ρύθμισης λειτουργούν σαν ανοιχτά στις χαμηλές θερμοκρασίες. Σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 850 οC, το κεραμικό σώμα του αισθητήρα καταστρέφεται ή στην καλύτερη περίπτωση μειώνεται ο χρόνος απόκρισης του. Μπορεί όμως για πολύ μικρό χρονικό διάστημα να λειτουργήσει μέχρι τους 950 οC. Για να φτάνει γρήγορα ο αισθητήρας στη θερμοκρασία κανονικής λειτουργίας του, έχει προστεθεί σ' αυτόν μια ηλεκτρική αντίσταση (θερμαντικό στοιχείο). Έτσι στην περίπτωση κρύας εκκίνησης ή όταν ο κινητήρας λειτουργεί με μικρό φορτίο όπου η θερμοκρασία των καυσαερίων είναι χαμηλή, η ηλεκτρική αντίσταση βοηθάει τον αισθητήρα να αποκτήσει την απαιτούμενη θερμοκρασία σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Ο χρόνος απόκρισης του θερμαινόμενου αισθητήρα περιορίζεται στα 30 έως 40 δευτερόλεπτα κατά την κρύα εκκίνηση του κινητήρα. Ο θερμαινόμενος αισθητήρας λειτουργεί κανονικά τουλάχιστον για 100.000 Km κίνησης αυτοκινήτου. Από την έξοδο του αναχωρούν τρεις αγωγοί (ή τέσσερις με τον αγωγό γείωσης). Ο ένας αγωγός μεταφέρει το σήμα εξόδου του αισθητήρα στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου και οι υπόλοιποι δυο χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία της ηλεκτρικής αντίστασης με τάση 12 V.Ο έλεγχος του αισθητήρα λ μπορεί να πραγματοποιηθεί με ένα ευαίσθητο ψηφιακό βολτόμετρο υψηλής ακρίβειας (mv) και μικρού σφάλματος ή με ειδικές φορητές συσκευές ελέγχου ή με την διαγνωστική μονάδα (εγκέφαλος) που χρησιμοποιείται στα συνεργεία, όταν βέβαια υπάρχει η δυνατότητα ελέγχου του αισθητήρα λ.Η θέση τοποθέτησης του αισθητήρα λ καθορίζεται από τις θερμοκρασίες, στις οποίες πρέπει να λειτουργεί και από την αντοχή του στις υψηλές θερμοκρασίες. Όπως αναφέραμε στις προηγούμενες ενότητες, ο αισθητήρας λ στις χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω των 300 οC) δεν παρουσιάζει την απαιτούμενη ταχύτητα απόκρισης, ενώ στις πολύ υψηλές (πάνω από 850 οC) υπάρχει πολύ μεγάλος κίνδυνος καταστροφής του. Στην περίπτωση τοποθέτησης μακριά από την πολλαπλή εξαγωγής (π.χ. στην είσοδο του καταλυτικού μετατροπέα), σε κρύο ξεκίνημα του κινητήρα, όπου η θερμοκρασία στη θέση αυτή είναι χαμηλή για κάποια λεπτά της ώρας, ο αισθητήρας θα καθυστερεί να λειτουργεί κανονικά (ως κλειστό σύστημα ρύθμισης), δηλαδή δεν θα παρουσιάζει την απαιτούμενη ταχύτητα απόκρισης. Επάνω στην πολλαπλή εξαγωγής, ο αισθητήρας θερμαίνεται πολύ γρήγορα και παρουσιάζει μεγάλη ταχύτητα απόκρισης. Αυτό οφείλεται στο ότι ακόμα και στο κρύο ξεκίνημα του κινητήρα, η θερμοκρασία των καυσαερίων στην πολλαπλή εξαγωγή είναι πολύ υψηλή (υπέρθερμα καυσαέρια). Οι θερμοκρασίες όμως στην πολλαπλή εξαγωγής κάποια στιγμή θα υπερβούν την οριακή για τον αισθητήρα τιμή των 850 οC, οπότε αυτός θα καταστραφεί. Η θέση κοντά στην πολλαπλή εξαγωγής είναι μια ενδιάμεση λύση, αφού δεν κινδυνεύει να καταστραφεί από υπερθέρμανση και χρόνος απόκρισης του είναι ικανοποιητικός. Η τοποθέτηση ηλεκτρικής αντίστασης (θερμαντικού στοιχείου) στον αισθητήρα έλυσε το πρόβλημα της καθυστερημένης απόκρισης του. Έτσι η θέση τοποθέτησης του πλέον εξαρτάται μόνο από τα χαρακτηριστικά του κινητήρα (π.χ. κυβισμός, ιπποδύναμη κ.λ.π.). Γενικά, η επιλογή του σημείου τοποθέτησης του αισθητήρα λ γίνεται μετά από ανάλογη έρευνα, που κάνει κάθε κατασκευαστής.Ο αισθητήρας λ, όπως αναφέραμε σε προηγούμενες ενότητες, αποτελεί βασικό εξάρτημα του βρόχου ανατροφοδότησης για τη ρύθμιση της αναλογίας του καυσίμου μείγματος. Συνδέεται μέσω ενός αγωγού με την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου και την πληροφορεί, στέλνοντας ένα αναλογικό σήμα (τάση), το οποίο είναι ανάλογο της σύστασης του μείγματος που κάηκε. Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου, αφού επεξεργαστεί το σήμα αυτό (δηλαδή το μετατρέψει σε ψηφιακό) το συγκρίνει με ένα σήμα σταθερής τιμής (συνήθως 400), το οποίο είναι καταχωρημένο στη μνήμη της. Στη συνέχεια στέλνει σήμα (παλμό) προς τους ηλεκτρομαγνητικούς εγχυτήρες (μπεκ) για αύξηση ή μείωση του χρόνου έγχυσης του καυσίμου, προκειμένου να διορθωθεί η αναλογία του στη στοιχειομετρική (λ=1).Οι κυριότερες αιτίες κακής λειτουργίας του αισθητήρα λ είναι αυτές που οφείλονται σε :Υπερθέρμανση, επειδή ο αισθητήρας λειτουργούσε για μεγάλο χρονικό διάστημα σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 950 oC.Χημική γήρανση, που είναι αποτέλεσμα των πολλών και μικρής διάρκειας χημικών διεργασιών.Λανθασμένη εισαγωγή αέρα, επειδή ο αισθητήρας δεν ήταν τοποθετημένος σωστά.Κακή γείωση, λόγω οξείδωσης της εξάτμισης.Κακές επαφές, λόγω οξείδωσης του φις επαφών.Καταστροφή του κεραμικού σώματος, λόγω τήξης. Δηλητηρίαση από μόλυβδο, η οποία προήλθε από χρήση βενζίνης με μόλυβδο.Διάφορες επικαθήσεις στο προστατευτικό κάλυμμα, οι οποίες προέρχονται από :Πολλή σκουριά στο κέλυφος, η οποία περιορίζει την ταχύτητα απόκρισης του αισθητήρα.Μόλυβδο (γυαλιστερές επικαθήσεις), λόγω χρήσης βενζίνης με μόλυβδο.Καμένα λάδια ή πρόσθετα βενζίνης (ανοιχτόχρωμες επικαθήσεις).Ο αισθητήρας μάζας αέρα (MAF) πληροφορεί την ECU για την μάζα του εισερχόμενου αέρα. Ο αισθητήρας αυτός μετατρέπει την μάζα του εισερχόμενου αέρα σε ένα σήμα τάσης. Το σήμα αυτό στους περισσότερους MAF είναι αναλογικό, αλλά υπάρχουν και κάποιες σχεδιάσεις που παράγουν ψηφιακό σήμα. Βρίσκεται στον αγωγό εισαγωγής αέρα μετά το φίλτρο και μετά την πεταλούδα. Κατασκευαστικά υπάρχουν δυο τύποι αισθητήρων MAF, ο θερμού νήματος και λεπτού φιλμ. Η αρχή λειτουργίας τους είναι παρόμοια.Το αισθητήριο (θερμό νήμα ή λεπτό φιλμ), βρίσκεται εκτεθειμένο στη ροή του αέρα εισαγωγής. Έχει επικάλυψη από πλατίνα και είναι μια αντίσταση τύπου PTC, δηλ. όσο αυξάνει και η θερμοκρασία αυξάνει και η τιμή της αντίστασης. Η αντίσταση αυτή είναι συνδεδεμένη σε γέφυρα με άλλες τρεις αντιστάσεις. Από αυτές η μια είναι ένα θερμίστορ NTC εκτεθειμένο στον εισερχόμενο αέρα, με τιμή που καθορίζεται από την θερμοκρασία του. Οι άλλες δυο έχουν σταθερή τιμή. Με το άνοιγμα του διακόπτη, το αισθητήριο έχει μικρή τιμή αντίστασης, οπότε ο άλλος κλάδος της γέφυρας έχει μικρότερη αντίσταση από τον αριστερό. Αυτό προκαλεί μεγάλη διαφορά δυναμικού και η γέφυρα έχει μεγάλη ένταση ρεύματος. Το ρεύμα αυτό θερμαίνει γρήγορα το αισθητήριο πλατίνας σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία (100οC ο θερμού νήματος και 75οC ο λεπτού φιλμ) πάνω από την θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα και η αντίσταση του αισθητήριου αυξάνεται. Στην στιγμιαία κατάσταση αυτή, υπάρχει ισορροπία στην γέφυρα των αντιστάσεων.Όταν αρχίσει η ροή αέρα στον κινητήρα, ο εισερχόμενος αέρας ψύχει το αισθητήριο ανάλογα με την ταχύτητα και την θερμοκρασία του. Αυτό προκαλεί μείωση της τιμής της αντίστασής του, η οποία δημιουργεί πτώση τάσης στην γέφυρα. Αυτή είναι ανάλογη με το ρυθμό ψύξης του αισθητήριου προσπαθώντας να κρατήσει την θερμοκρασία στην αρχική τιμή της. Αυτή την πτώση τάσης είναι που "διαβάζει" η ECU και κυμαίνεται από 0,5-4,5 V, ανάλογα με την μάζα του εισερχόμενου αέρα.

Αισθητήρας μέτρησης μάζας αέρα

Για την αποφυγή επικόλλησης σωματιδίων στο αισθητήριο, σε κάποιους τύπους θερμού νήματος, αφού κλείσει ο διακόπτης του κινητήρα, το αισθητήριο θερμαίνεται στους 1000οC για 1 δευτερόλεπτο, ώστε να καούν τυχόν ρύποι. Μέσα στον αισθητήρα είναι συνήθως ενσωματωμένος και ένας ξεχωριστός αισθητήρας θερμοκρασίας αέρα (θερμίστορ NTC) που πληροφορεί με ξεχωριστούς ακροδέκτες την ECU για την θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής.Ο αισθητήρας στροφών και άνω νεκρού σημείου είναι ένας επαγωγικός αισθητήρας. Είναι τοποθετημένος εφαπτομενικά σε ένα γρανάζι. Το γρανάζι αυτό βρίσκεται πάνω στο βολάν του στροφαλοφόρου άξονα, είναι κατασκευασμένο από σιδηρομαγνητικό υλικό και του λείπουν δυο δόντια. Ο αισθητήρας έχει ένα μόνιμο μαγνήτη, ένα πυρήνα από μαλακό σίδηρο και ένα πηνίο από χαλκό. Όταν τα δόντια περνούν μπροστά από τον αισθητήρα, στον τελευταίο δημιουργείται μαγνητική ροή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την δημιουργία εναλλασσόμενης τάσης. Η συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης, αυξάνει με την αύξηση του αριθμού στροφών. Μια επαρκής συχνότητα παρουσιάζεται σε ένα ελάχιστο αριθμό στροφών (περίπου 20 στροφές ανά λεπτό, σαλ). Στο σημείο του διάκενου, διαφοροποιείται το πλάτος της εναλλασσόμενης τάσης.Ένας αναλογικο-ψηφιακός (A/D) μετατροπέας στην ηλεκτρονική μονάδα διαχείρισης (ECU), μετατρέπει την ημιτονοειδή τάση μεταβλητού πλάτους, σε μια ψηφιακή τάση με σταθερό πλάτος. Από την συχνότητα αυτή, η ECU υπολογίζει τον αριθμό στροφών του στροφαλοφόρου. Δηλαδή αν η περίοδος του σήματος είναι Τδ, τότε η περίοδος μιας περιστροφής του στροφαλοφόρου θα είναι Tn=aTδ : όπου a ο αριθμός δοντιών του σιδηρομαγνητικού γραναζιού, και ο αριθμός στροφών του κινητήρα θα είναι n=1/Tn (Hz) ή n=60/Tn (σαλ) ή αν η Τδ μετριέται σε ms n=1000/ Τδ (σαλ).Όταν ανιχνεύεται από την ECU μια απόσταση μέσα στο σήμα, μεγαλύτερη από την προηγούμενη και από την επόμενη, αναγνωρίζεται το κενό δοντιού. Το κενό δοντιού αντιστοιχεί σε ορισμένη θέση του στροφαλοφόρου στον κύλινδρο 1. Η ECU συγχρονίζει την ανάφλεξη με αυτή την θέση του στροφαλοφόρου. Για κάθε δόντι ή διάκενο που ακολουθεί, η ECU υπολογίζει την θέση του στροφαλοφόρου, αυξάνοντας την κατά 3ο. Η διάρκεια του χρόνου που μετράται ανάμεσα σε δυο πλευρές της ορθογωνικής τάσης, διαιρείται με το 4, γι' αυτό το ελάχιστο γωνιακό βήμα για την ρύθμιση της γωνίας του αβάνς είναι 0,75ο.Το αισθητήριο θερμοκρασίας εξαγόμενων καυσαερίων χρησιμεύει στην μέτρηση της θερμοκρασίας των αερίων που εξάγονται από την εξάτμιση μιας οποιαδήποτε κινητήρα εσωτερικής καύσης.Η θερμοκρασία των καυσαερίων μπορεί να παρέξει πολύτιμες πληροφορίες για την κατάσταση στην οποία βρίσκεται ο κινητήρας. Για παράδειγμα, ένα φραγμένο φίλτρο αέρος θα παρέξει χαμηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας, ενώ μια κακή τροφοδοσία καυσίμου θα αυξήσει την θερμοκρασία των εξαγόμενων καυσαερίων. Αυτό δίνει την δυνατότητα επέμβασης και διόρθωσης των προβλημάτων, πριν ο κινητήρας υποστεί βλάβες. Εκτός από την λειτουργία χωρίς λιπαντικό ή τον εφοδιασμό με νοθευμένα καύσιμα, λίγα πράγματα μπορούν να καταστρέψουν μια μηχανή εσωτερικής καύσης τόσο όσο η αύξηση θερμοκρασίας των εξαγόμενων καυσαερίων. Αυτό δηλώνει το πόσο σημαντικό είναι το συγκεκριμένο αισθητήριο για την προστασία των μηχανών και πόσο χαμηλό το κόστος εγκατάστασης συγκρινόμενο με την προστασία που παρέχει. Τα αισθητήρια τοποθετούνται άμεσα στους κυλίνδρους των μηχανών για να μετρήσουν τη θερμοκρασία εξάτμισης, και παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες στους οδηγούς για την απόδοση του κινητήρα.Τα στοιχεία που συλλέγονται από το αισθητήριο βοηθούν στη βελτιστοποίηση της λειτουργίας μιας μηχανής και μπορεί να είναι ένα κρίσιμο στοιχείο ενός ολοκληρωμένου συστήματος πρόβλεψης προβλημάτων. Η ανίχνευση ακόμη και των λεπτών αλλαγών στην εξάτμιση ενός κυλίνδρου μπορεί να δώσει στους χειριστές τη δυνατότητα να διακόψουν τη λειτουργία μιας μηχανής για να εκτελεστεί μια προληπτική συντήρηση, προτού να εμφανιστεί μια βλάβη στη μηχανή.Το αισθητήριο βοηθάει, επίσης, κατά τη διάρκεια της κανονικής συντήρησης, όπου παρέχει συνεχώς στοιχεία όσον αφορά τις αλλαγές μέσα σε μια μηχανή. Αυτές οι πληροφορίες συλλέγονται και αποθηκεύονται με την βοήθεια μικροϋπολογιστών (ECMs ή PCMs) μέχρι να χρησιμοποιηθούν. Κατά τη διάρκεια της κανονικής συντήρησης, οι πληροφορίες ελέγχονται και αναλύονται, επιτρέποντας στους χειριστές να αξιολογήσουν την απόδοση μιας μηχανής και να εντοπίσουν οποιαδήποτε υπάρχοντα ή πιθανά προβλήματα. Πάλι, τα στοιχεία που παρέχονται από το αισθητήριο μπορούν να αποδειχθούν πολύ σημαντικά στην αποτροπή των διακοπών λειτουργίας της μηχανής.Το αισθητήριο αποτελείται από τρία μέρη, από το θερμοηλεκτρικό ζεύγος (thermocouple), από το πυρόμετρο (gauge) και, φυσικά, από το καλώδιο που συνδέει αυτά τα δύο.Οι βασικές αρχές του θερμοηλεκτρικού ζεύγους ανακαλύφθηκαν το 1821 από τον Τόμας Γιόχαν Ζέεμπεκ (Thomas Seebeck). Το θερμοηλεκτρικό ζεύγος αποτελεί το ζωτικό όργανο του όλου αισθητηρίου, καθώς είναι αυτό που εκτελεί τη μέτρηση της θερμοκρασίας των εξαγόμενων καυσαερίων μετατρέποντας τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό. Υπάρχουν αρκετοί διαφορετικοί τύποι θερμοηλεκτρικών ζευγών (Εικόνα 2), που χρησιμοποιούν διαφορετικά υλικά για διαφορετικές θερμοκρασίες, αλλά όλα βασίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας, δηλαδή στο φαινόμενο Ζέεμπεκ.

Φαινόμενο Ζέεμπεκ

Όταν δύο διαφορετικά μέταλλα συνδεθούν και τα σημεία συνδέσεων βρίσκονται σε διαφορετικές θερμοκρασίες, τότε αναπτύσσεται μια διαφορά τάσεως στα δύο μη συνδεδεμένα άκρα που είναι ανάλογη προς τη διαφορά θερμοκρασίας, όπως φαίνεται στην Εικόνα 3.Η διάταξη ονομάζεται θερμοζεύγος. Έτσι, εάν το σημείο Τ1 κρατείται σε γνωστή θερμοκρασία, η μέτρηση της τάσεως V θα δώσει την άγνωστη θερμοκρασία T2. Η σύνδεση στην T1 ονομάζεται σύνδεση αναφοράς καθώς η θερμοκρασία T1 μετριέται σε σχέση με την T1. Η τάση V, ανάλογη προς τη διαφορά θερμοκρασίας Τ2 - Τ1, είναι γνωστή σαν το φαινόμενο Ζέεμπεκ και ο συντελεστής α ονομάζεται θερμοηλεκτρική ισχύς. Μέταλλα που συνηθέστερα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή θερμοζευγών είναι ο σίδηρος, ο χαλκός, ο λευκόχρυσος και διάφορα κράματα, όπως χρώμελ (κράμα νικελίου και χρωμίου), αλούμελ (κράμα αλουμινίου και νικελίου), κονσταντάνη (κράμα χαλκού και νικελίου) και λευκόχρυσος - ρόδιο. Τα υλικά αυτά χρησιμοποιούνται ανά ζεύγη έτσι ώστε να αναπτύσσουν τη μεγαλύτερη θερμοηλεκτρική ισχύ. Για τις περισσότερες εφαρμογές, τα θερμοζεύγη κατασκευάζονται από τα μέταλλα που αναφέρονται παραπάνω σε μορφή σύρματος. Εφόσον η θερμοηλεκτρική ισχύς των θερμοζευγών είναι αρκετά μικρή, το μέγεθος της αναπτυσσόμενης τάσης περιορίζεται σε λίγα μίλιβολτ(mV) για κάθε διαφορά θερμοκρασίας 100° C . Έτσι, για ακριβείς μετρήσεις θερμοκρασίας απαιτείται η χρήση οργάνων υψηλής ευαισθησίας. Στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ένα ποτενσιόμετρο ή μικροβολτόμετρο. Το μπάνιο νερού-πάγου μπορεί να αντικατασταθεί με μια ισοδύναμη πηγή τάσεως (μπαταρία). Η τελευταία διάταξη είναι γνωστή σαν θερμοζεύγος ηλεκτρικά αντισταθμιζόμενο.Η επιλογή του βέλτιστου τύπου θερμοηλεκτρικών ζευγών (μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή τους) είναι βασισμένη στη θερμοκρασία εφαρμογής, την ατμόσφαιρα, το απαραίτητο μήκος , την ακρίβεια και το κόστος. Ένα πραγματικό επίτευγμα της μηχανικής είναι ότι αυτά τα θερμοηλεκτρικά ζεύγη είναι εντυπωσιακά αξιόπιστα και ανθεκτικά στις υψηλές θερμοκρασίες. Τα λεπτά μέρη που απαρτίζουν το θερμοηλεκτρικό ζεύγος θεωρείται ότι είναι σχεδόν αδύνατον να σπάσουν εκτός και εάν ξεπεραστεί η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας. Αυτή η παραδοχή είναι πολύ σημαντική διότι η θέση στην οποία τοποθετούνται τα ζεύγη δεν επιτρέπει την αποκόλληση τμημάτων του θερμοηλεκτρικού ζεύγους γιατί κάτι τέτοιο θα κατάστρεφε τμήματα της μηχανής.Η τάση που παράγει το θερμοηλεκτρικό ζεύγος οδηγείται στο ολοκληρωμένο κύκλωμα AD595 (Εικόνα 6) το οποίο λαμβάνει μια τάση σε μV και έχει ως σκοπό να μας δώσει στην έξοδό του ενισχυμένη τάση η οποία μέσω ενός μετρητή θα μετατραπεί σε βαθμούς Κελσίου . Στην Εικόνα 4 βλέπουμε το διάγραμμα ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος AD595, το οποίο είναι κατάλληλο για ένα θερμοηλεκτρικό ζεύγος τύπου Κ. Οι δύο άκρες του ζεύγους συνδέονται στις επαφές 1 και 14,Η τροφοδοσία του ολοκληρωμένου είναι 12.30V, ιδανική λύση για την χρησιμοποίηση του σε αυτοκίνητα και μπορεί να φθάσει μέχρι τα 36V. Ο πυκνωτής που συνδέεται μεταξύ της επαφής 11 και 10 λειτουργεί ως φίλτρο θορύβου. Η έξοδος δίνεται από τις επαφές 8 και 9 όπου οδηγείται σε έναν οπτικό μετρητή και δίνει 1mV για κάθε βαθμό Κελσίου.

Εφαρμογές του αισθητηρίου εξαγόμενων καυσαερίων

Εκτός από τις εφαρμογές σε μηχανές εσωτερικής καύσεως που προαναφέραμε, το αισθητήριο εφαρμόζεται και σε αρκετούς άλλους τομείς της βιομηχανίας. Τα αισθητήρια θερμοκρασίας εξαγόμενων καυσαερίων (EGT) είναι τα καταλληλότερα για ένα μεγάλο εύρος θερμοκρασιών, μέχρι 1800° C . Είναι λιγότερο κατάλληλα για τις εφαρμογές όπου οι μικρότερες διαφορές θερμοκρασίας πρέπει να μετρηθούν με υψηλή ακρίβεια, παραδείγματος χάριν για κλίμακα μετρήσεως 0-100° C με ακρίβεια 0,1° C. Για τέτοιες εφαρμογές, οι θερμικές αντιστάσεις και τα RTDs είναι καταλληλότερα. Τα αισθητήρια χρησιμοποιούνται εκτενώς στη βιομηχανία χάλυβα και σιδήρου για να ελέγξουν τις θερμοκρασίες και τις χημικές διεργασίες καθ' όλη τη χαλυβουργική διαδικασία. Επίσης χρησιμοποιούνται τακτικά στην επεξεργασία λεβήτων ηλεκτρικών τόξων για να μετρήσουν ακριβώς τη θερμοκρασία του χάλυβα πριν τον τρυπήσουν. Η καμπύλη ψύξης ενός μικρού δείγματος χάλυβα μπορεί να αναλυθεί και να χρησιμοποιηθεί για να υπολογίσει την περιεκτικότητα σε άνθρακα του λιωμένου χάλυβα. Πολλές εφοδιασμένες με αέριο συσκευές θέρμανσης όπως οι φούρνοι και οι θερμοσίφωνες χρησιμοποιούν μια φλόγα έναυσης για να αναφλέξουν τον κύριο καυστήρα αερίου, όπως απαιτείται. Εάν η φλόγα έναυσης πάψει να υφίσταται για οποιοδήποτε λόγο, το αέριο απελευθερώνεται στην περιβάλλουσα περιοχή, δημιουργώντας κίνδυνο πυρκαγιάς και κίνδυνο για την σωματική υγεία των παρευρισκομένων. Για να αποτρέψουν έναν τέτοιο κίνδυνο, μερικές συσκευές χρησιμοποιούν ένα αισθητήριο όταν καίει η φλόγα έναυσης. Συγκεκριμένα, η άκρη ενός θερμοηλεκτρικού ζεύγους τοποθετείται στην φλόγα έναυσης. Η τάση των θερμοηλεκτρικών ζευγών είναι περίπου 20 mV και ενεργοποιεί τη βαλβίδα ανεφοδιασμού αερίου που είναι αρμόδια για την παροχή της φλόγας. Εφόσον η φλόγα έναυσης παραμένει αναμμένη, το θερμοηλεκτρικό ζεύγος παραμένει καυτό και κρατά τη βαλβίδα αερίου ανοικτή. Εάν η φλόγα έναυσης σβήσει, η θερμοκρασία θα μειωθεί μαζί με μια αντίστοιχη πτώση στην ηλεκτρική ενέργεια, αφαιρώντας τη δύναμη από τη βαλβίδα. Η βαλβίδα έπειτα αυτόματα θα αποκλείσει το αέριο, σταματώντας την διαρροή.Για την δοκιμή ενός αισθητηρίου εξαγόμενων καυσαερίων (EGT) απαιτείται να έχουμε θέσει σε λειτουργία τη μηχανή ώστε το αισθητήριο να φθάσει μέχρι τη θερμοκρασία λειτουργίας του και έπειτα με ένα βολτόμετρο μεγάλης ευαισθησίας να μετρήσουμε την έξοδό του. Η επιλογή της ευαισθησίας του βολτομέτρου θα πρέπει να είναι τέτοια ώστε να ανταποκρίνεται στη μετρούμενη τιμή. Πιο συγκεκριμένα, σε θερμοκρασία δωματίου και όταν πρόκειται για θερμοηλεκτρικά ζεύγη j και k το βολτόμετρο θα διαβάσει λιγότερο από μισό μίλιβολτς (0,0005 volt). Και όταν το θερμοηλεκτρικό ζεύγος είναι τύπου Κ και θερμαίνεται σε μια θερμοκρασία 760° C το αισθητήριο παράγει τάση περίπου 25 μίλιβολτ (millivolts). Έτσι, το βολτόμετρο θα πρέπει να έχει την δυνατότητα να διαβάζει κλάσματα του μίλιβολτ (millivolt). Τα καλώδια των πόλων (+) συν και πλήν (-) εξαρτώνται από τον τύπο του αισθητηρίου που διαθέτουμε. Σε ένα θερμοηλεκτρικό ζεύγος τύπου Κ, το κίτρινο καλώδιο είναι το θετικό και το κόκκινο καλώδιο είναι το αρνητικό. Σε ένα ζεύγος τύπων J, το μαύρο καλώδιο είναι το θετικό και το κόκκινο καλώδιο είναι το αρνητικό.1. Εταιρεία Westach 2. Εταιρεία Dastek 3. Εταιρεία MGL Avionics 4. Εταιρεία GE Sensing Worldwide Headquarters5. Εταιρεία Dwyer Instruments Inc. 6. Εταιρεία Thermo-Couple Products(TCP)Οι σύγχρονες μηχανές εσωτερικής καύσεως παράγουν ένα πολύ μεγάλο ποσό θερμότητας. Αυτή η θερμότητα δημιουργείται όταν αναφλέγεται το μίγμα βενζίνης - αέρα στον θάλαμο καύσης. Αυτή η ανάφλεξη αναγκάζει το έμβολο να κινηθεί προς τα κάτω., Η κίνηση αυτή, μέσω του διωστήρα, μεταδίδει την ενέργεια στον στροφαλοφόρο άξονα, μετατρεπόμενη από ταλάντωση σε κυκλική κίνηση. Οι θερμοκρασίες των μετάλλων γύρω από τον θάλαμο καύσης είναι πιθανόν να υπερβούν τους 550° C. Προκειμένου να αποτραπεί η υπερθέρμανση του ελαίου λίπανσης των κυλίνδρων, των εμβόλων, των βαλβίδων, και άλλων εξαρτημάτων από αυτές τις ακραίες θερμοκρασίες, είναι απαραίτητο να απαχθεί αποτελεσματικά η πλεονάζουσα θερμότητα. Το αισθητήριο θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού της μηχανής (ECT) παρέχει την αξιοπιστία και την αποτελεσματικότητα που απαιτείται για την απαγωγή της θερμότητας. Το αισθητήριο αυτό τροφοδοτεί συνεχώς με πληροφορίες την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECM) του οχήματος για την τρέχουσα θερμοκρασία του κινητήρα. Έτσι, η βέλτιστη απόδοση του κινητήρα επιτυγχάνεται ενώ αυτός θερμαίνεται και μέχρι να φθάσει την κανονική θερμοκρασία λειτουργίας του. Παλαιότερα, πριν αναπτυχθούν οι υπολογιστές, η απόδοση του κινητήρα πριν ζεσταθεί ήταν υπό τον έλεγχο μιας αυτόματης έμφραξης (choke), της οποίας η ρύθμιση ήταν πολύ σημαντική. Ακόμη και όταν ήταν κατάλληλα ρυθμισμένος, ο κινητήρας έπρεπε να ζεσταθεί για να αρχίσει να αποδίδει στο μέγιστο. Συχνά ο κινητήρας έπρεπε να αυξήσει τις στροφές ανά λεπτό χωρίς να μεταδίδει κίνηση στους τροχούς, για να συνεχίσει να λειτουργεί, όταν η εξωτερική θερμοκρασία ήταν πολύ χαμηλή. Ορισμένες φορές παρατηρείτο διακοπή στην λειτουργία του, καθώς θερμαινόταν. Μόλις ο κινητήρας έφθανε στη θερμοκρασία λειτουργίας του, η μόνη πλέον ανησυχία ήταν η υπερθέρμανσή του. Το αισθητήριο θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού του κινητήρα ήρθε να επιλύσει τα παραπάνω προβλήματα συνεπικουρούμενο από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Έτσι, ελέγχεται η απόδοση του κινητήρα μέσω όλων των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων και έτσι επιτυγχάνεται βέλτιστη οικονομία καυσίμων, χαμηλές εκπομπές ρύπων και ομαλή απόδοση του κινητήρα.Τα παλαιότερα συστήματα ηλεκτρονικών υπολογιστών χρησιμοποιούσαν ένα πολύ απλό κύκλωμα που περιλάμβανε ένα διακόπτη θερμοκρασίας.Ο διακόπτης ήταν ένας θερμικά ευαίσθητος διακόπτης που τοποθετήθηκε στο σύστημα ψυκτικού υγρού για να ελέγξει τη θερμοκρασία του. Εφόσον η θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού ήταν κάτω από τη θερμοκρασία λειτουργίας, ο διακόπτης παρέμενε ανοικτός. Αντίθετα, η τάση των 14 V στην επαφή D PCM (14V που προήλθε από το PCM) πληροφορεί το PCM ότι ο κινητήρας δεν έχει φθάσει στην θερμοκρασία λειτουργίας του.Κατά τη διάρκεια λειτουργίας του κινητήρα, όταν αυτός είναι ακόμη κάτω από την θερμοκρασία λειτουργίας, το PCM θα καθυστερήσει το συγχρονισμό σπινθήρων και θα επιλέξει μίγμα καυσίμων ελαφρά πλουσιότερο, για να βοηθήσει στο αντιστάθμισμα της απόδοσης του κινητήρα σε αυτήν την κατάσταση, ρύθμιση χαρακτηριστική για βενζινοκινητήρα. Το PCM ελέγχει συνεχώς την επαφή των 14 V, για να καθορίσει πότε ο κινητήρας θα φθάσει την θερμοκρασία λειτουργίας.Μόλις ο κινητήρας φθάσει την θερμοκρασία λειτουργίας, ο διακόπτης αποκρίνεται με το κλείσιμο των επαφών, γειώνοντας την επαφή D. Η τάση στην επαφή D μειώνεται σχεδόν στα 0 V. Τα 14 V που παρέχονται από το PCM εφαρμόζονται μέσα στο PCM σε έναν αντιστάτη φορτίων και έτσι καμία ζημιά δεν γίνεται σε αυτό. Μόλις το PCM εντοπίσει τάση 0 V στην επαφή D, αρχίζει αμέσως να τροποποιεί την τροφοδοσία καυσίμων, αλλάζοντας το μίγμα καυσίμων και τον συγχρονισμό των σπινθήρων, ώστε να υφίστανται οι κατάλληλοι όροι για μια θερμή μηχανή. Το κύκλωμα είναι πολύ απλό, αλλά έτσι γινόταν ο έλεγχος του υπολογιστή για την βέλτιστη απόδοση μηχανών με τον έλεγχο για το κλείσιμο ή άνοιγμα των επαφών των διακοπτών. Δεν υπήρχε κάποια ενδιάμεση κατάσταση. Το PCM εντοπίζει ότι ο κινητήρας είναι κρύος, ακόμα και είναι σχεδόν θερμός. Εάν ο διακόπτης είναι κλειστός, το PCM αντιλαμβάνεται ότι η μηχανή είναι θερμή, ακόμη και όταν έχει ελάχιστα θερμανθεί. Ο πεπερασμένος έλεγχος του συγχρονισμού μιγμάτων και σπινθήρων καυσίμων δεν είναι δυνατός με διακόπτη ψυκτικού υγρού.Η επόμενη γενεά της τεχνολογίας των αισθητηρίων θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού χρησιμοποίησε μια θερμική αντίσταση (thermistor), η οποία παρέχει μεγαλύτερο έλεγχο της απόδοσης των κινητήρων καθ' όλη την διάρκεια λειτουργίας τους. Η θερμική αντίσταση είναι μια μεταβλητή αντίσταση φτιαγμένη από υλικό στερεάς κατάστασης, που αλλάζει την αντίσταση ανάλογα με την θερμοκρασία. Το σύμβολο μιας θερμικής αντίστασης είναι ένα σύμβολο αντιστατών με ένα βέλος στο εσωτερικό του.Το κύκλωμα αισθητηρίων θερμοκρασίας ψυκτικού υγρού παρουσιάζεται στην εικόνα 11, όπου ο αισθητήρας αναφέρεται ως ECT. Το ECT γειώνεται συνήθως μέσω του PCM. Εάν το ECT έχει μόνο ένα καλώδιο σημαίνει ότι γειώνεται στον κινητήρα στον οποίο τοποθετείται. Μέσα στο PCM και συνδεδεμένος με την επαφή D είναι ένας αντιστάτης φορτίων 350 Ω, η R1, που συνδέεται με το κύκλωμα αναφοράς 5 V. Ο αντιστάτης R1 και το ECT σχηματίζουν έναν διαιρέτη τάσης τροφοδοσίας αναφοράς των 5 V. Δεδομένου ότι η R1 είναι σταθερά 350 Ω, η τάση στην επαφή D εξαρτάται από την τιμή της τάσης του ECT. Όταν ο κινητήρας είναι κρύος, η αντίσταση ECT είναι πολύ υψηλή. Μερικά οχήματα χρησιμοποιούν ECT που έχει αντίσταση 100.000 Ω, ενώ σε άλλα μπορούν να είναι και 50.000 Ω. Όταν ο κινητήρας είναι κρύος, το ECT έχει τo μεγαλύτερο μέρος της αντίστασης στο κύκλωμα και καταναλώνει τo μεγαλύτερο μέρος της τάσης. Η αντίσταση R1 που είναι μόνο 350 Ω, προκαλεί πολύ μικρή πτώση τάσης σε σύγκριση με το ECT. Αυτό κάνει την τάση στην επαφή D σχεδόν 5 V. Υποτίθεται ότι το ECT έχει αντίσταση 100.000 Ω, όταν είναι κρύο. Δεδομένου ότι ο κινητήρας αρχίζει να θερμαίνεται, η αντίσταση του ECT αρχίζει να μειώνεται. Αυτό οφείλεται στην αρχή λειτουργίας των θερμίστορ. Στα αρχικά στάδια της προθέρμανσης του κινητήρα το ECT μπορεί να έχει τιμή 75.000 Ω, αλλά η αντίσταση R1 είναι ακόμα 350 Ω. Η τάση στην επαφή D θα είναι ακόμα κοντά στα 5 V. Για να μειωθεί η τάση στην επαφή D σε 2,5 V, απαιτείται η θερμοκρασία του κινητήρα να φθάσει την τιμή λειτουργίας, οπότε το ECT έχει αντίσταση επίσης 350 Ω. Κατόπιν, η αντίσταση R1, 350 Ω, προκαλεί την κατά το ήμισυ πτώση τάσης και το ECT, 350 Ω, προκαλεί το υπόλοιπο ήμισυ της πτώσης τάσης, δίνοντας στην τάση στην επαφή D 2,5 V. Εν συνεχεία, η αντίσταση του ECT μειώνεται γρήγορα μέχρι τους 100°C και η αντίσταση του ECT μπορεί να είναι μόνο 70-80 Ω. Η τάση στην επαφή D είναι έπειτα περίπου 1,0 V στη θερμοκρασία λειτουργίας. Δεδομένου ότι η τάση ECT αρχίζει να μειώνεται, το PCM είναι προγραμματισμένο για να ρυθμίσει το μίγμα αέρα / καυσίμου καθώς και την ανάφλεξη πολλές φορές κάθε δευτερόλεπτο, για να ανταποκριθεί στις μεταβολές της τάσης των σημάτων ECT. Αυτός ο τρόπος παρέχει πεπερασμένο έλεγχο της απόδοσης των κινητήρων κατά τη διάρκεια της προθέρμανσής τους. Γι' αυτό ένα όχημα με θερμική αντίσταση στο ECT μπορεί να έχει άριστη απόδοση και χαρακτηριστικά κατά τη λειτουργία του σε κρύα κατάσταση. Κατά τη διάρκεια της προθέρμανσης δεν υπάρχει καμία αξιοπρόσεκτη διαφορά στην απόδοση, ακόμα και αν τη συγκρίνουμε με τον κινητήρα να έχει φθάσει την θερμοκρασία λειτουργίας του.Το σύστημα ακινητοποίησης αυτοκινήτου (immobilizer ή immobiliser) είναι μία ηλεκτρονική συσκευή που εγκαθίσταται σε ένα αυτοκίνητο που αποτρέπει τον κινητήρα από το ξεκινήσει εκτός αν χρησιμοποιείται το σωστό κλειδί. Αυτό ακυρώνει το βραχυκύκλωμα καλωδίων πριν από το κλειδί αφότου έχει επιτευχθεί η είσοδος.Τα πρώτα συστήματα χρησιμοποιούσαν έναν στατικό κώδικα στο κλειδί ανάφλεξης (ή το κλειδί FOB) που αναγνωρίζονταν από έναν βρόχο RFID στο «βαρέλι» κλειδαριών και σε συνεργασία με την Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα (Engine Control Unit / ΕCU) του οχήματος, ελεγχόταν για αντιστοιχία. Εάν ο κώδικας διέφερε, η ECU δεν επέτρεπε στην αντλία καύσιμου να περιστραφεί και να τροφοδοτήσει καύσιμο για την ανάφλεξη. Τα πιο πρόσφατα πρότυπα χρησιμοποιούν τους κυλιόμενους κώδικες ή ένα προηγμένο σύστημα κρυπτογράφησης για να μην επιτρέπουν την αντιγραφή του κώδικα από το κλειδί ή την ECU.Το μικροκύκλωμα μέσα στο κλειδί ενεργοποιείται από ένα μικρό ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που επιτρέπει το ρεύμα για να περάσει μέσα στο σώμα του κλειδιού το οποίο μεταδίδει ραδιοκύματα, στη συνέχεια έναν μοναδικό δυαδικό κώδικα που διαβάζεται από την ECU του αυτοκινήτου. Όταν η ECU καθορίζει ότι το κωδικοποιημένο κλειδί ισχύει τότε ενεργοποιεί την αντλία.Αυτές οι πληροφορίες καταγράφονται συχνά σε σύγχρονο σύστημα εγκεφάλου το οποίο μπορεί να καταγράψει πολλές επιπλέον μεταβλητές συμπεριλαμβανομένης της ταχύτητας, θερμοκρασίας, βάρους του οδηγού, και γεωγραφικής θέσης. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά τη διάρκεια των ασφαλιστικών ερευνών ή της ανίχνευσης βλάβών.Τα συστήματα ακινητοποίησης είναι διαθέσιμα και για τα παλαιότερα αυτοκίνητα χωρίς εργοστασιακή τοποθέτηση. Τα εγκεκριμένα immobilisers πρέπει να παρεμποδίσουν τουλάχιστον δύο κυκλώματα, το χαμηλής τάσης κύκλωμα ανάφλεξης και το κύκλωμα αντλίας καυσίμου.Ο ακινητοποιητής είναι υποχρεωτικός σε όλα τα νέα αυτοκίνητα που πωλούνται στην Γερμανία από την 1 Ιανουαρίου 1998, στο Ηνωμένο Βασίλειο από τον Οκτώβριο του 1998, στην Αυστραλία από το 2001 και στον Καναδά από το 2007. Στατιστικές στην Αυστραλία[1]έχουν δείξει ότι 3 στις 4 κλοπές οχημάτων αφορούν παλαιότερα αυτοκίνητα που κλέβονται για μεταφορά ή για να χρήση στη διάπραξη ενός άλλου εγκλήματος. Το immobiliser υπάρχει στο 45% των αυτοκινήτων που κυκλοφορούν στην Αυστραλία, αλλά μόνο 7% των αυτοκινήτων που κλέβονται και κάποιες μάλιστα φορές που ένα όχημα με immobiliser εκλάπη, ο κλέφτης είχε πρόσβαση στο αρχικό κλειδί. Μόνο 1 στα 4 οχήματα κλέβεται από τους επαγγελματικούς κλέφτες. Η πλειοψηφία των οχημάτων κλέβεται από τους περιστασιακούς κλέφτες που κυρίως στηρίζονται στην εύρεση παλαιότερων οχημάτων.Οι αλυσίδες αυτοκινήτου είναι εξαρτήματα που προσαρτώνται στους τροχούς ενός αυτοκινήτου για να ενισχύσουν την πρόσφυσή τους στο οδόστρωμα, όταν αυτό είναι καλυμμένο από χιόνι, πάγο ή λάσπη.Πρόκειται για πλέγμα που ντύνει τους κινητήριους τροχούς του αυτοκινήτου με σκοπό την αύξηση της τριβής τους με το οδόστρωμα, άρα και την ελάττωση της ολισθηρότητας του αυτοκινήτου σε αυτό. Κοντά στην επιφάνεια των τροχών που έρχεται σε επαφή με τον δρόμο, η «αλυσίδα» αποτελείται συνήθως από ατσάλινους κρίκους ή και από άλλο υλικό και σχήμα (π.χ. πλαστικά τακούνια) που είναι ανθεκτικό στη μηχανική καταπόνηση και δίνει την ιδιότητα της αύξησης της τριβής με το χιόνι και τον πάγο. Τα τελευταία χρόνια, με την έρευνα και την εξέλιξη της τεχνολογίας, έχουν παρουσιαστεί εναλλακτικές μορφές αλυσίδων χιονιού, όπως αυτή με μορφή αντιολισθητικού υφάσματος. Ανάλογα με τις διαστάσεις των τροχών, υπάρχουν αντίστοιχου μεγέθους αλυσίδες που εφαρμόζουν ακριβώς στη διάμετρο των τροχών.Οι αλυσίδες φέρουν πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, αναλόγως της κατασκευής τους (ατσάλινοι κρίκοι, πλαστικά τακούνια, υφασμάτινο κάλυμμα).Οι αλυσίδες με ατσάλινους κρίκους έχουν:Μεγάλη αντοχή, λόγω χρήσης ατσάλινων κρίκων.Δυνατότητα χρήσης τόσο σε χιονισμένο οδόστρωμα όσο και σε σημεία που υπάρχει λιωμένο χιόνι, πάγος ή μόνο νερό.Απαιτούν περισσότερη προσπάθεια τοποθέτησης σε σχέση με τα αντιολισθητικά υφάσματος και τους μηχανισμούς των πλαστικών τακουνιών.Δεν μπορούν να τοποθετηθούν σε οχήματα με χαμηλό προφίλ ελαστικού ή χαμηλωμένη ανάρτηση.Δημιουργούν τραντάγματα και κραδασμούς στο αμάξωμα, γι' αυτό και απαιτούν οδήγηση με πολύ χαμηλή ταχύτητα.Η ανάρτηση αποτελεί ένα είδος ελαστικού συνδέσμου που διαχωρίζει τις αναρτημένες (όπως είναι το πλαίσιο, η μηχανή, οι επιβάτες, κτλ.) με τις μη αναρτημένες (οι τροχοί, οι δίσκοι πέδησης, οι άξονες του διαφορικού, κτλ.) μάζες ενός οχήματος. Κάθε σύστημα ανάρτησης αποτελείται από ένα σύνολο μηχανικών αρθρώσεων και συναρμογών, που συνεργάζονται με ελατήρια και αμορτισέρ και λειτουργούν για να ελέγξουν την κατακόρυφη ταλάντωση των τροχών και τη συνεπαγόμενη αυξομείωση της απόστασης τους από το αναρτημένο κυρίως σώμα του οχήματος. Η λειτουργία των αναρτήσεων αφορά αφενός την άνεση, δηλαδή την μείωση των ταλαντώσεων που φτάνουν στο αμάξωμα και στην καμπίνα των επιβατών, και αφετέρου την οδηγησιμότητα του οχήματος.Η παλαιότερη μορφή ανάρτησης, αν και βασικά στη διάταξη αυτή δεν υπήρχε ανάρτηση! Για την ακρίβεια, οι τροχοί συνδέονταν απευθείας με τον άξονα, ο οποίος συνδεόταν στο πλαίσιο με διάφορους τρόπους, ακριβώς όπως συνέβαινε στο παρελθόν στις άμαξες. Όταν στον άκαμπτο άξονα δεν μεταδίδεται κίνηση, τότε λέγεται και «νεκρός» άξονας.Ο ημιάκαμπτος άξονας χρησιμοποιείται σε σύγχρονες κατασκευές μικρών επιβατικών αυτοκινήτων και ενεργεί ως σταθεροποιητής, ενώ αυξάνει και την ευστάθεια του αυτοκινήτου, ιδίως στις στροφές.Τα άκρα της «γέφυρας» ενός ημιάκαμπτου άξονα είναι συγκολλημένα με δύο παράλληλους διαμήκεις χαλύβδινους βραχίονες, δεξιά και αριστερά, ενώ πάνω στους βραχίονες στερεώνονται οι τροχοί. Επίσης τα άκρα της γέφυρας στο άνω μέρος της έχουν ειδικά διαμορφωμένα στηρίγματα πρόσδεσης, όπου μέσω ελαστικών εδράνων, στηρίζονται με κοχλίες στο αμάξωμα.Αποτελεί το κύριο στοιχείο μιας ανάρτησης και είναι ένα σώμα που καθώς συμπιέζεται και αλλάζει σχήμα, αποθηκεύει μέσα του ένα ποσό μηχανικής ενέργειας και το απελευθερώνει αμέσως μόλις επανέλθει στο αρχικό του σχήμα. Κάθε ελατήριο διαθέτει έναν συγκεκριμένο συντελεστή σκληρότητας, δηλαδή έναν αριθμό ο οποίος περιγράφει το λόγο της δύναμης που παραμορφώνει το ελατήριο, προς το μέγεθος της παραμόρφωσης που προκαλείται. Ο συντελεστής αυτός προέρχεται από ένα σύνολο δεδομένων όπως είναι ο συντελεστής ελαστικότητας του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένο, αλλά και από τον τρόπο και το είδος της παραμόρφωσης που του γίνεται, πάντα βέβαια σε σχέση με την επιλεγμένη διατομή του υλικού στην περιοχή της παραμόρφωσης.Τα ελατήρια αυτά είναι τα πρώτα που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάρτηση των αυτοκινήτων και σήμερα χρησιμοποιούνται σχεδόν αποκλειστικά στα βαριά οχήματα. Πρόκειται για μια σειρά ελασμάτων (φύλλων) από χάλυβα, που το μήκος τους μειώνεται διαδοχικά, καθώς τοποθετούνται το ένα επάνω στο άλλο. Στο μέσον τους ή σπανιότερα σε ασύμμετρη θέση, συνδέονται με έναν κεντρικό πείρο ο οποίος και τα διαπερνά. Ο αριθμός των ελασμάτων αρχίζει από ένα ή δύο και φθάνει μέχρι και πάνω από δέκα, στα βαρέα οχήματα. Το σύνολο τους συμπεριφέρεται σαν ένα ενιαίο δοκάρι στη μέση χοντρό και στις άκρες λεπτό, αλλά με ελαστικότητα μεγαλύτερη απ' όση θα είχε αν ήταν ένα ενιαίο συμπαγές κομμάτι.Τα ημιελλειπτικά ελατήρια μπορούν να παίξουν και το ρόλο του ψαλιδιού μιας ανάρτησης, δηλαδή αποτελούν και το βραχίονα έδρασης του άξονα των τροχών χωρίς να χρειάζεται άλλο εξάρτημα. Επιπλέον, η εσωτερική τριβή που δημιουργείται ανάμεσα στα φύλλα όταν αυτά κάμπτονται, μετατρέπει την κινητική ενέργεια σε θερμότητα και αποσβένει τις ταλαντώσεις, γι' αυτό και πολλά από τα πρώτα αυτοκίνητα δεν χρησιμοποιούσαν καθόλου επιπρόσθετα αμορτισέρ.Τα ελικοειδή ελατήρια αποτελούνται από κυκλικής διατομής χαλύβδινη ράβδο που έχει περιελιχθεί ελικοειδώς. Τα ελατήρια αυτά που από τη φύση τους δέχονται μόνο θλιπτικά φορτία και χρησιμοποιούνται σε συστήματα ανεξάρτητης ανάρτησης, τοποθετούμενα μεταξύ του άνω η κάτω βραχίονα (ψαλιδιού) και αμαξώματος ή πλαισίου σε κατάλληλες υποδοχές. Η δυνατότητα φόρτισης τους εξαρτάται από τη διάμετρο της χαλύβδινης ράβδου που διαθέτουν, από το μέγεθος της διαμέτρου του ελατηρίου και από τον αριθμό των σπειρών που έχουν.Το πιο κοινό είδος ελατηρίου είναι το «απλό», με σταθερό συντελεστή σκληρότητας σε όλες τις σπείρες, οι οποίες είναι ίδιας διαμέτρου, βήματος και πάχους. Το ελατήριο αυτό συμπεριφέρεται γραμμικά και διατηρεί τον ίδιο συντελεστή σκληρότητας όσο κι αν συμπιεστεί ή εκταθεί από την έδραση κάποιου αναρτημένου φορτίου. Το ελάχιστο μήκος που μπορεί να έχει ένα τέτοιο ελατήριο, ορίζεται από το σημείο όπου όλες οι σπείρες του θα ακουμπήσουν η μία πάνω στην άλλη ταυτόχρονα, μετατρέποντας το σε συμπαγή μεταλλικό κύλινδρο. Για να αποφευχθεί η πιθανότητα να συμβεί κάτι τέτοιο, τα ελατήρια αυτά έχουν συνήθως ελαστικά τακάκια (στόπερ), τα οποία αναλαμβάνουν δράση λίγο πριν τον τερματισμό.Άλλο ένα είδος ελατηρίου είναι το ελικοειδές ελατήριο με μεταβλητό συντελεστή σκληρότητας, το οποίο έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε, προς τις άκρες του, οι σπείρες να είναι πιο πυκνά διατεταγμένες, ενώ στο κεντρικό τμήμα να απέχουν μεταξύ τους αρκετά. Καθώς το ελατήριο συμπιέζεται, οι σπείρες με τα μικρά διάκενα ακουμπούν, αφήνοντας μόνο ένα μικρό κεντρικό κομμάτι του ελατηρίου να λειτουργεί. Μετά τα πρώτα εκατοστά «μαλακής» βύθισης, δηλαδή, το εναπομείναν λειτουργικό τμήμα συμπεριφέρεται σαν σκληρότερο ελατήριο.Σήμερα χρησιμοποιούνται διάφορων ειδών ελατήρια, που μπορεί, πέρα από την κανονική κυλινδρική μορφή τους, να παρουσιάζουν είτε σμίκρυνση στη μέση του κυλίνδρου, είτε να έχουν κωνική ή οβάλ μορφή.Η στρεπτική ράβδος είναι ένα μακρύ μεταλλικό εξάρτημα κυκλικής συνήθως διατομής, κατασκευασμένο από ειδικό ατσάλι ελατηρίων, του οποίου το ένα άκρο στερεώνεται στο σασί του αυτοκινήτου, ενώ στο άλλο άκρο προσαρμόζεται ένας βραχίονας. Ο τροχός του αυτοκινήτου βρίσκεται στην άκρη του βραχίονα και καθώς ανεβοκατεβαίνει, αναγκάζει τη στρεπτική ράβδο να υποστεί στρεπτικές ροπές, στις οποίες αντιδρά ανάλογα.Ένα από τα πλεονεκτήματά τους, είναι το μικρό βάρος και η ευκολία τοποθέτησής τους χαμηλά σε περιοχές του πλαισίου, όπου δεν ενοχλούν κανέναν με την παρουσία τους.Οι στρεπτικές ράβδοι χρησιμοποιήθηκαν από τις δεκαετίες του 1930 και του 1940, αρχικά σε αγωνιστικά αυτοκίνητα και κατόπιν στα αυτοκίνητα παραγωγής. Σήμερα χρησιμοποιούνται στην ανεξάρτητη μπροστινή ανάρτηση μερικών τετρακίνητων και στην πίσω ανάρτηση αρκετών μικρών μπροστοκίνητων, κυρίως από την Renault.Η αρχή λειτουργίας του υδραυλικού αμορτισέρ βασίζεται στο ότι, με την κίνηση της ανάρτησης, ένα μικρό έμβολο αναγκάζεται σε παλινδρόμηση μέσα σε έναν κύλινδρο γεμάτο με κάποιο υγρό. Το υγρό πιέζεται και αναγκάζεται να περάσει μέσα από κάποια ή κάποιες οπές. Επειδή κάτι τέτοιο δεν του είναι εύκολο, ενεργοποιεί μια δύναμη αντίδρασης στην κίνηση του πιστονιού, άρα και στην κίνηση της ανάρτησης. Δηλαδή αυτό που κάνει το υδραυλικό αμορτισέρ είναι να μετατρέπει την κινητική ενέργεια της πάνω / κάτω κίνησης του τροχού, σε τριβή μεταξύ των μορίων του λαδιού και σε θερμότητα, η οποία αποβάλλεται. Τα σημερινά αμορτισέρ είναι όλα απλές τηλεσκοπικές υδραυλικές τρόμπες και έχουν στο έμβολο τους οπές διαφορετικών διαστάσεων και μονόδρομες βαλβίδες (reed valves), που φροντίζουν να μεταβάλλουν ανάλογα την αποσβεστική δύναμη, όταν κινούνται προς τη μία ή προς την άλλη κατεύθυνση (συμπίεση ή έκταση της ανάρτησης).Η παρουσία αέρα μέσα στο υδραυλικό σύστημα τροποποιεί τη συμπεριφορά του υγρού μετατρέποντας το σε ελαστικό, ενώ κανονικά θα έπρεπε να είναι ασυμπίεστο. Πολλά αμορτισέρ, ιδίως αυτά των αυτοκινήτων υψηλών επιδόσεων, περιέχουν ένα θάλαμο αερίου υψηλής πίεσης (συνήθως αζώτου) που αποτρέπει το σχηματισμό φυσαλίδων, αλλά και προφυλάσσει τα υλικά από άμεση επαφή με το φθοροποιό οξυγόνο.Τα περισσότερα τέτοια συστήματα λειτουργούν μέσω μίας ή δύο ηλεκτρομαγνητικά ελεγχόμενων διόδων του υδραυλικού υγρού, οι οποίες παίζουν το ρόλο του bypass μίας κεντρικής μόνιμα ανοιχτής διόδου. Στις διόδους αυτές υπάρχουν βαλβίδες που λειτουργούν σε θέσεις On-Off, δηλαδή κρατούν τις διόδους εντελώς ανοιχτές ή εντελώς κλειστές. Με τον τρόπο αυτό ελέγχεται το συνολικό εμβαδόν των ανοιγμάτων διέλευσης του υγρού και επιτρέπονται δύο ή τρεις διαφορετικές ρυθμίσεις των χαρακτηριστικών απόσβεσης του αμορτισέρ.Για παράδειγμα, στην τρίτη σκάλα και οι δύο βαλβίδες των διόδων είναι κλειστές. Αυτή είναι η επιλογή "Sport". Με τη μία βαλβίδα κλειστή και την άλλη ανοιχτή έχουμε την επιλογή "Normal" και όταν ανοίξουν και οι δυο βαλβίδες, το αμορτισέρ λειτουργεί πολύ μαλακά στη θέση "Comfort".Αποτελούν δημιουργία της αμερικανικής εταιρείας Delphi και είναι γνωστά με το εμπορικό όνομα Magnetic Ride Control. Η μαγνητοροϊκή αρχή λειτουργίας του συστήματος βασίζεται στην ιδιότητα ενός ειδικού υγρού, να μεταβάλλει την ρευστότητά του ανάλογα με την ένταση του μαγνητικού πεδίου μέσα στο οποίο βρίσκεται. Το υγρό αυτό μπορεί να γίνει από τόσο λεπτόρρευστο, όσο ένα λιπαντικό SAE 10, έως τόσο παχύρρευστο όσο μία βαλβολίνη SAE 80. Και αυτό σχεδόν ακαριαία, χωρίς τη συμμετοχή κινούμενων μερών. Το μαγνητοροϊκό αμορτισέρ είναι ένας απλός μηχανισμός χωρίς βαλβίδες, οπές, ελατήρια και κλαπέτα. Το μόνο που χρειάζεται είναι κάποιος αυλός που να περνάει κοντά από έναν ηλεκτρομαγνήτη. Η αυξομείωση της έντασης του πεδίου κάνει όλη την υπόλοιπη δουλειά.Τα διάφορα μέρη της ανάρτησης συνδέονται με το πλαίσιο ή αμάξωμα και, σπανιότερα, μεταξύ τους, με μεταλλοελαστικούς συνδέσμους. Συνήθως, οι σύνδεσμοι αυτοί περιλαμβάνουν δύο μεταλλικά χιτώνια μεταξύ των οποίων παρεμβάλλεται με ειδική συγκόλληση, ελαστικό χιτώνιο (ελαστικός δακτύλιος). Οι σύνδεσμοι αυτοί που είναι γνωστοί ως «σάιλεντ μπλοκ» (λανθασμένα αναφέρονται και ως "σινεμπλόκ"), έχουν ως σκοπό τη μεταφορά δυνάμεων μεταξύ αναρτημένων και μη αναρτημένων μερών του αυτοκινήτου με ελαστικότητα και παράλληλα, με αθόρυβη λειτουργία.Η αντιστρεπτική ράβδος (γνωστή και ως «ζανφόρ») είναι μία ράβδος-ελατήριο που συνήθως έχει σχήμα Π και δεν συνδέει τους τροχούς με το σασί, όπως όλα τα ελατήρια των αναρτήσεων, αλλά συνδέει τον κάθε τροχό με τον απέναντι της άλλης πλευράς, έτσι που όταν η ανάρτηση του ενός τροχού συμπιεστεί, να μεταφερθεί η πίεση, ελαστικά, και στην ανάρτηση του άλλου. Ανάλογα με τη σκληρότητα της ράβδου αυτής, αλλά και των μοχλικών δυνάμεων της έδρασής της, επηρεάζεται η αντίσταση του αυτοκινήτου στο φυγοκεντρικό ρολάρισμα. Η αντιστρεπτική μπορεί να περιορίσει το ρολάρισμα επειδή κάνει το ελατήριο του εξωτερικού τροχού να συμπεριφέρεται σαν πιο σκληρό απ' όσο πραγματικά είναι, γιατί «βοηθιέται» απ' το ελατήριο του εσωτερικού τροχού, το οποίο χωρίς αυτήν θα ήταν ελάχιστα ή καθόλου φορτισμένο. Έτσι σε επίπεδο σχεδιασμού, οι αντιστρεπτικοί ράβδοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να ρυθμίσουν την οδική συμπεριφορά.Αποτελείται από βραχίονες που έχουν διχαλωτό σχήμα, παρόμοιο με αυτό του κεφαλαίου ελληνικού γράμματος «λάμδα» (Λ). Στην ανάρτηση του κάθε τροχού τα ψαλίδια είναι δύο, το πάνω και το κάτω, κι έχουν δύο πόδια (σκέλη) το καθένα. Η βάση του κάθε ψαλιδιού, δηλαδή τα δύο του πόδια συνδέονται αρθρωτά σε κάποιο σταθερό σημείο του σασί και στην κορυφή του το κάθε ψαλίδι έχει έναν ακόμα αρθρωτό σύνδεσμο, με τον οποίο συνδέεται με την τέταρτη κατακόρυφη πλευρά του αρθρωτού τετράπλευρου, που δεν είναι άλλη απ' το φορέα του άξονα του τροχού.Αν πρόκειται για μπροστινό τροχό, τότε ο φορέας του άξονα του πρέπει να μπορεί να στρέφεται γύρω από τον νοητό άξονα που ορίζουν τα σημεία της σύνδεσης του με τις κορυφές των ψαλιδιών. Στην πράξη, μόνο ένα από τα δύο ψαλίδια χρειάζεται να έχει σχήμα διχαλωτό, δηλαδή να αρθρώνεται σε δύο σημεία του σασί. Το άλλο μπορεί να είναι ένας απλός βραχίονας, ένα μπράτσο, με μία μόνο σύνδεση.Στο σύστημα αυτό χρησιμοποιείται μόνο ένα αρθρωτό διχαλωτό (ψαλίδι), το οποίο συνδέει το σασί με το κάτω μέρος του φορέα του τροχού. Στην πάνω πλευρά δεν υπάρχει ψαλίδι, αλλά μια κατακόρυφη τηλεσκοπική αντηρίδα, η οποία έχει μέσα της τα αμορτισέρ και γύρω της ένα μακρύ σπειροειδές ελατήριο, Αυτή η τηλεσκοπική αντηρίδα ενσωματώνεται στο κάτω μέρος της (χωρίς άρθρωση) με το φορέα του άξονα του τροχού και στο επάνω μέρος της στερεώνεται με μια ειδικά σχεδιασμένη πυργοειδή εσοχή του ενοποιημένου σήμερα σασοαμαξώματος .Η ανάρτηση πολλαπλών συνδέσμων μοιάζει με μία ανάρτηση με διπλά ψαλίδια, όπου το καθένα απ' αυτά έχει χωριστεί σε δύο βραχίονες (συνολικά τέσσερις) και μερικές φορές προστίθεται και ένας πέμπτος. Ο κάθε βραχίονας είναι υπεύθυνος για μια συγκεκριμένη παράμετρο της θέσης και της κινησιολογίας του τροχού, όπως είναι η μεταβολή της γωνίας κάμπερ, η διαμήκης σταθερότητα και η εγκάρσια τοποθέτηση.Η εγκάρσια τοποθέτηση του κέντρου του τροχού, δηλαδή η απόστασή του από τον διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου, δεν είναι σταθερή και αμετάβλητη, γιατί αν ένας τροχός μεταβάλει τη γωνία κάμπερ και διατηρεί το κέντρο του σταθερό ως προς το αυτοκίνητο, τότε τα πέλματα των δύο απέναντι τροχών θα πλησιάζουν ή θα απομακρύνονται, πράγμα που δεν πρέπει να είναι και τόσο ευχάριστο για τα ελαστικά. Οι βραχίονες ενός τέτοιου μηχανισμού, πρέπει να μπορούν να συνεργάζονται για τον ίδιο σκοπό, χωρίς όμως ο ένας να παρεμποδίζει τη δουλειά του άλλου, και να βρίσκονται και σε τέτοιες θέσεις και σχήμα, που να αφήνουν χώρο στο σχεδιαστή για την τοποθέτηση άλλων εξαρτημάτων του αυτοκινήτου.Στην διάταξη αυτή, οι τροχοί είναι συνδεδεμένοι στο άκρο ενός απλού αρθρωτού βραχίονα, ο οποίος θα μπορεί να ανεβοκατεβαίνει περιστρεφόμενος γύρω από το άλλο άκρο, που συνδέεται με μία εγκάρσια άρθρωση με το αυτοκίνητο.Όταν ο άξονας περιστροφής των βραχιόνων είναι κάθετος προς τη διεύθυνση κίνησης του οχήματος, δηλαδή προς τον διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου, τότε οι βραχίονες ονομάζονται διαμήκεις βραχίονες και μπορεί να είναι «οδηγοί» (leading arm suspension) ή «υστερούντες» (trailing arm suspension), αναλόγως με το αν ο τροχός ωθείται ή σύρεται από τον βραχίονα αντίστοιχα.Όταν ο άξονας περιστροφής των βραχιόνων βρίσκεται υπό οποιαδήποτε άλλη γωνία ως προς τη διεύθυνση κίνησης του αυτοκινήτου, δηλαδή ως προς τον διαμήκη άξονα του αυτοκινήτου, τότε οι βραχίονες ονομάζονται "ημι-υστερούντες".Η τεχνική ανακυκλοφορίας των καυσαερίων (exhaust gas recirculation) χρησιμοποιείται για την μείωση των οξειδίων του αζώτου (NOx) στα καυσαέρια των κινητήρων εσωτερικής καύσης. Τα οξείδια του αζώτου δημιουργούνται σε μεγάλη ποσότητα στον θάλαμο καύσης, όταν αναπτυχθούν υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 2000° C). Σε αυτή την περίπτωση, ο τριοδικός καταλύτης δεν μπορεί να τα αναγάγει, με αποτέλεσμα να εκπέμπονται στο περιβάλλον. Αυτό συμβαίνει κατά την καύση "φτωχού" μίγματος, δηλ. σε συνθήκες χαμηλού φορτίου του κινητήρα.Η λειτουργία της βαλβίδας EGR συνίσταται στο να ανοίγει, υπό ορισμένες συνθήκες, μια μικρή δίοδο ανάμεσα στην πολλαπλή εξαγωγής και στην πολλαπλή εισαγωγής, οπότε ένα μέρος των καυσαερίων (πολλαπλή εξαγωγής) αναρροφάται στο προς καύση μίγμα (πολλαπλή εισαγωγής). Η ποσότητα των αδρανών αυτών καυσαερίων αντικαθιστά ένα μέρος του ατμοσφαιρικού αέρα στο προς καύση μίγμα με αποτέλεσμα την μείωση της θερμοκρασίας καύσης, άρα και την μείωση των οξειδίων του αζώτου.Στα σύγχρονα συστήματα ψεκασμού η βαλβίδα EGR, πέρα από την μείωση εκπομπής των οξειδίων του αζώτου, χρησιμεύει επίσης:Στην μείωση της κατανάλωσης καυσίμου κατά την λειτουργία με μεσαία και χαμηλά φορτία. Επειδή εισάγεται καυσαέριο στην πολλαπλή εισαγωγής μετά την "πεταλούδα", γίνεται μείωση των "απωλειών πεταλούδας". Οι απώλειες πεταλούδας, είναι απώλεια ισχύος που καταναλώνεται από τον κινητήρα για την δημιουργία υποπίεσης στην πολλαπλή εισαγωγής, όταν η πεταλούδα γκαζιού είναι κλειστή ή μερικώς κλειστή.Στην αύξηση της γωνίας της προπορείας (αβάνς) (όσο διαρκεί η λειτουργία της EGR ).Το μίγμα είναι λιγότερο ευαίσθητο σε κρουστική καύση, άρα μπορεί να αυξηθεί η προπορεία για καλύτερη απόδοση του κινητήρα.Με την λειτουργία της EGR, προφανώς μειώνεται η ισχύς του κινητήρα. Έτσι, η λειτουργία της ακυρώνεται ή μειώνεται στις παρακάτω καταστάσεις λειτουργίας :Στο πλήρες φορτίο ή στην απότομη επιτάχυνση.Στην λειτουργία με κρύο κινητήρα.Στο ρελαντί (προκαλεί ασταθές ρελαντί).Σε λειτουργία του κινητήρα σε μεγάλο υψόμετρο (έλλειψη επαρκούς οξυγόνου στον ατμοσφαιρικό αέρα).Σε πολύ υψηλή θερμοκρασία του αέρα εισαγωγής (για αποφυγή υπερθέρμανσης των ακροφυσίων).Υπάρχουν δυο τύποι βαλβίδων EGR:Οι βαλβίδες που ενεργοποιούνται με τη δημιουργία υποπίεσης από την πολλαπλή εισαγωγής. Στους παλαιότερους τύπους η υποπίεση εφαρμοζόταν όταν ο κινητήρας έφτανε σε θερμοκρασία λειτουργίας με κάποιο διακόπτη ON-OFF, συνήθως θερμικό, στους νεότερου τύπου κινητήρες (κατασκευής μετά το 1990) με εντολή γείωσης από την ECU.Οι βαλβίδες που ενεργοποιούνται ηλεκτρονικά, άμεσα, με ηλεκτρικό σήμα από την ECU. Έχουν τα πλεονεκτήματα της γρήγορης απόκρισης, της μεγάλης ροής ενώ επιπλέον δεν καταλαμβάνουν μεγάλο χώρο.Οι ηλεκτρονικά ενεργοποιούμενες βαλβίδες διακρίνονται, επίσης, στους εξής τύπους:Πολλαπλή βαλβίδα της General Motors: ενεργοποιεί έως τρία ανοίγματα με τρία ανεξάρτητα πηνία και μπορεί να δώσει επτά διαφορετικές παροχές (υπάρχει και αντίστοιχος με δύο πηνία).Γραμμική (linear) βαλβίδα: Διαθέτει ένα πηνίο και ενεργοποιείται με σήμα τάσης με διαμόρφωση κατά πλάτος (PWM σήμα φόρτισης), επιτρέποντας μεταβαλλόμενη παροχή. Οι βαλβίδες αυτού του τύπου διαθέτουν συνήθως και αισθητήρα θέσης (ποτενσιόμετρο), που πληροφορεί την ECU για την θέση ανοίγματος της βαλβίδας.Η Γραμμική βαλβίδα με βηματικό κινητήρα. Βαλβίδες αυτού του τύπου είναι παρόμοιες με τις βαλβίδες ρύθμισης ρελαντί. Έχουν το πλεονέκτημα της ακριβούς ρύθμισης και δεν χρειάζονται αισθητήρα θέσης.Ο αναφλεκτήρας ή μπουζί (γαλλ. Bougie) είναι στοιχείο του συστήματος ανάφλεξης ενός κινητήρα βενζίνης ή αερίου, το οποίο αποτελείται από την μπαταρία, τον διακόπτη ανάφλεξης, τον πολλαπλασιαστή, τις πλατίνες, τον διανομέα (πλατίνες και διανομέας στα σύγχρονα συστήματα έχουν αντικατασταθεί από πλακέτα που αποκαλείται "ηλεκτρονική ανάφλεξη") και τα καλώδια υψηλής τάσης. Όταν μεταξύ των ηλεκτροδίων του αναφλεκτήρα εφαρμοσθεί υψηλή τάση, δημιουργείται σπινθήρας, ο οποίος και προκαλεί την ανάφλεξη του μίγματος αέρα-καυσίμου.Η λειτουργία του αναφλεκτήρα είναι να προκαλεί σπινθήρα αρκετά ισχυρό μέσα στο θάλαμο καύσης και προκαλεί, έτσι την καύση του μίγματος αέρα-καύσιμου. Ο αναφλεκτήρας έχει σημαντική επιρροή στη λειτουργία του κινητήρα, καθώς είναι πολύ πιθανό να συμβεί απώλεια σπινθήρα. Πρέπει, επίσης, να επιτρέπει την κρύα εκκίνηση, πρέπει να εγγυάται ότι δε θα υπάρχουν περιπτώσεις απώλειας σπινθήρα κατά την απότομη αύξηση των στροφών του κινητήρα και να αντέχει όταν ο κινητήρας λειτουργεί στη μέγιστη ισχύ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Οι ανάγκες αυτές πρέπει να εξυπηρετούνται σε όλη τη διάρκεια ζωής του αναφλεκτήρα.Ο αναφλεκτήρας τοποθετείται στο θάλαμο καύσης σε σημείο όσο το δυνατόν ευνοϊκότερο για την έναυση του συμπιεσμένου μίγματος αέρα-καύσιμου. Πρέπει κάτω από όλες τις συνθήκες λειτουργίας να λειτουργεί χωρίς την εμφάνιση διαρροών και χωρίς να συμβαίνει υπερθέρμανση.Ο αναφλεκτήρας κατασκευάζεται από μέταλλο, κεραμικό υλικό και γυαλί. Τα υλικά αυτά έχουν διαφορετικές ιδιότητες. Κατάλληλος σχεδιασμός του αναφλεκτήρα εκμεταλλεύεται κατά τον καλύτερο τρόπο τις ιδιότητες αυτών των υλικών παρακάτω γίνεται εκτενέστερη ανάλυση για τα στοιχεία που απαρτίζουν τον αναφλεκτήρα.Κατά τη λειτουργία του ο αναφλεκτήρας υπόκειται σε φθορά και επικαθήσεις και πρέπει για αυτό να αντικαθίσταται κατά συχνά χρονικά διαστήματα.Κατά τη διάρκεια της ενεργούς ζωής του ο αναφλεκτήρας υφίσταται μεταβολές, οι οποίες αυξάνουν την απαιτούμενη τάση ανάφλεξης. Όταν η απαιτούμενη τάση φτάσει σε μια τιμή που δεν μπορεί να αντισταθμιστεί από το σύστημα ανάφλεξης, το αποτέλεσμα είναι η απώλεια του αναφλεκτήρα και, φυσικά, δεν υπάρχει ανάφλεξη στον αντίστοιχο κύλινδρο. Η λειτουργία του αναφλεκτήρα μπορεί, επίσης, να επηρεασθεί και από την γήρανση του κινητήρα.Επικαθήσεις υπολειμμάτων καύσης (καπνιά) μπορούν να οδηγήσουν σε θερμές συνδέσεις ή μπορεί να επιδράσουν στην προσιτότητα του μίγματος λόγω των ολοένα αυξανόμενων υπολειμμάτων στο διάκενο του αναφλεκτήρα. Το αποτέλεσμα είναι απώλειες καύσης, οι οποίες έχουν άμεση σχέση με καθαρή αύξηση στην κατανάλωση του καύσιμου και, παράλληλα, απώλεια ισχύος από τον κινητήρα.Είναι απαραίτητο να γίνεται σωστή επιλογή του αναφλεκτήρα με βάση την θερμότητα που αναπτύσσεται στο περίβλημά του για την αποφυγή κρουστικών καύσεων. Αυτό οδήγησε στην δημιουργία αναφλεκτήρων νέας γενιάς, οι οποίοι κατασκευάζονται από ακριβότερα υλικά και έχουν ειδική σχεδίαση ώστε να ανταποκρίνονται στις απαίτησης των σύγχρονων κινητήρων. Υπάρχουν 2 είδη αναφλεκτήρων:

Τύπος P

Σε αυτό το είδος αναφλεκτήρων το μονωτικό προεξέχει του μεταλλικού περιβλήματος. Αυτοί οι αναφλεκτήρες ανεβάζουν εύκολα την θερμοκρασία και εξασφαλίζουν ομαλή λειτουργία. Αντικαθιστούν τους συμβατικούς αναφλεκτήρες και έχουν ευρύτερη περιοχή θερμικής αγωγιμότητας. Ενδείκνυνται για τους γρήγορους τετράχρονους κινητήρες και αντενδείκνυνται για τους δίχρονους.

Τύπος V

Αυτό το είδος αναφλεκτήρων έχει ένα λεπτό κεντρικό ηλεκτρόδιο από ακριβό μέταλλο. Αυτοί οι αναφλεκτήρες δίνουν σπινθήρα και σε χαμηλότερες τιμές τάσης. Έτσι επιτυγχάνεται ευκολότερη εκκίνηση του κινητήρα με "πεσμένη" μπαταρία, ενώ το "λάδωμα" του αναφλεκτήρα (επικάθηση λιπαντικού στα μεταλλικά τμήματά του) αποφεύγεται σε μεγάλο βαθμό.Τα μηχανοκίνητα οχήματα είναι η μεγαλύτερη πηγή τοξικών ατμοσφαιρικών ρύπων, όπως για παράδειγμα της αιθαλομίχλης. Τα σύγχρονα οχήματα μπορεί να είναι πιο "καθαρά", λόγω της τεχνολογικής προόδου και τις στρατηγικές ελέγχου εκπομπών καυσαερίων, αλλά οι εκπομπές ρύπων μειώνονται μόνον όταν λειτουργούν ομαλά όλα τα συστήματα του οχήματος. Όταν ένας κινητήρας δεν λειτουργεί σωστά, η απόδοση του μειώνεται, τα καύσιμα σπαταλώνται και οι εκπομπές καυσαερίων από την εξάτμιση αυξάνονται δραματικά. Τίθεται, επίσης, και θέμα ασφάλειας του οχήματος, ειδικά σε υψηλές ταχύτητες. Το σύστημα ΟΒD (On Board Diagnostics) μπορεί να ανιχνεύσει και να κατευθύνει τον εκπαιδευμένο τεχνικό, ακόμα και εάν το σφάλμα που υπάρχει δεν είναι η πηγή του προβλήματος. Πολλά από αυτά τα προβλήματα δεν είναι εύκολο να εντοπιστούν, επειδή προέρχονται από το ηλεκτρικό σύστημα ή είναι χημικής φύσης. Το ΟΒD προσφέρει τη δυνατότητα εντοπισμού του προβλήματος, της διόρθωσής του και της κατάλληλης συντήρησης, πριν εκδηλωθούν σοβαρότερα και δαπανηρότερα προβλήματα.Για να καταπολεμήσει το πρόβλημα της αιθαλομίχλης στην περιοχή του Λος Άντζελες, η πολιτεία της Καλιφόρνια καθιέρωσε τα συστήματα ελέγχου εκπομπής στα αυτοκίνητα ήδη από το 1966. Στην Καλιφόρνια αυτή η διαδικασία καλείται αιθαλομίχλη με αγάπη. Η κυβέρνηση των ΗΠΑ επεξέτεινε τους ελέγχους σε εθνικό επίπεδο το 1968. Στη συνέχεια θέσπισε τον "Νόμο της καθαρής ατμόσφαιρας" (Clean Air Law) το 1970 και καθιέρωσε την Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος (ΕΡΑ, Environmental Protection Agency). Αυτή η Υπηρεσία θέσπισε μια σειρά προτύπων και απαιτήσεων εκπομπής ρύπων, πράγμα που απαιτούσε την ορθή συντήρηση των οχημάτων για εκτεταμένες χρονικές περιόδους. Αυτά τα πρότυπα μεταφέρθηκαν ανάλογα σε όλους τους τύπους οχημάτων με την ελπίδα να λυθεί το πρόβλημα της ρύπανσης του περιβάλλοντος. Για να ανταποκριθούν σε αυτά τα πρότυπα, οι κατασκευαστές δημιούργησαν καινούργια συστήματα, στα οποία διάφοροι αισθητήρες ελέγχουν την απόδοση των κινητήρων και, ρυθμιζόμενοι κατάλληλα, συνεργάζονται με τα ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα ανάφλεξης και τροφοδοσίας, περιορίζουν την ρύπανση στο ελάχιστο δυνατό. Αυτές οι διαδικασίες αποτέλεσαν το έναυσμα δημιουργίας των πρώτων διαγνωστικών ΟΒD, ώστε να παρέχουν τις πληροφορίες στους τεχνικούς συντήρησης για να τις χρησιμοποιήσουν στην επισκευή του οχήματος. Αρχικά υπήρξαν κάποια πρότυπα και κάθε κατασκευαστής είχε τα συστήματα και τα σήματα του. Όλοι προσπάθησαν να καθορίσουν τα πρότυπα αλλά γρήγορα δημιουργήθηκαν προβλήματα. Στις αρχές του 1988 ο οργανισμός τυποποίησης (SAE) θέσπισε κάποια πρότυπα όπως το «βύσμα συνδέσεων στοιχείων» (DLC), ένα τερματικό, δηλαδή, με 16 ακροδέκτες που συνδέονται με την Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου του αυτοκινήτου.Το ΕΡΑ προσάρμοσε τα περισσότερα από τα πρότυπα του με βάση αυτά του SAE στα διαγνωστικά προγράμματα και τις συστάσεις του. Έτσι αποφασίστηκε από τους παραπάνω οργανισμούς μαζί και από την Clean Air Act (Πρόγραμμα για τον Καθαρό Αέρα) της Καλιφόρνια η υποχρεωτική εφαρμογή του ΟΒD μέχρι την 1η Ιανουαρίου 1996 από όλους τους κατασκευαστές. Μερικοί κατασκευαστές προσαρμόστηκαν νωρίτερα και παρήγαγαν οχήματα που κάλυπταν την οδηγία από το 1992, πολύ πριν από την υποχρεωτική ημερομηνία.Το OBD (επί του αυτοκινήτου διάγνωση), εισήχθη αρχικά από την General Motors το 1981. Ο σκοπός του ΟΒD ήταν να μπορούν να εκτελεστούν διαγνωστικά στο σύστημα ελέγχου εκπομπής καυσαερίων ενός οχήματος. Όταν η κεντρική μονάδα ελέγχου του οχήματος διαπιστώσει δυσλειτουργία στο σύστημα ελέγχου εκπομπής, τρία πράγματα έπρεπε να γίνουν.Πρώτον, θα άναβε μια προειδοποιητική λυχνία στον πίνακα οργάνων του οχήματος, για να ενημερώσει τον οδηγό ότι υπήρξε ένα πρόβλημα.Δεύτερον, να δημιουργήσει έναν κώδικα στην κεντρική μονάδα ελέγχου και Τρίτον, να καταγράψει τον κώδικα στη μνήμη του υπολογιστή, ώστε να μπορεί να ανακτηθεί αργότερα από έναν τεχνικό, για τη διάγνωση και την επισκευή.Από την σεζόν (model year) του 1988 όλα τα αυτοκίνητα που πωλούνταν στην Καλιφόρνια εξοπλίζονταν υποχρεωτικά με OBD. Αυτά έγιναν έπειτα πρότυπα βιομηχανίας σε όλη την Αμερική και όλα τα αυτοκίνητα που πωλήθηκαν είχαν κάποια μορφή του ΟΒD. Ωστόσο, η πρώτη έκδοση ΟΒD είχε δύο σοβαρές ατέλειες:Καταρχήν, κάλυπτε μόνο το σύστημα εκπομπής ρύπων από τον κινητήρα. Οι ατμοί δεξαμενών καυσίμων δεν ελέγχονταν. Οι εκπομπές καυσαερίων από τις εξατμίσεις δεν μπορούσαν να μετρηθούν και μόνο οι συσκευές που εγκαταστάθηκαν συγκεκριμένα για τον έλεγχο εκπομπής ρύπων ελέγχονταν.Επιπλέον, δεν υπήρχε καμία τυποποίηση σε όλη τη βιομηχανία. Κάθε κατασκευαστής είχε έναν διαφορετικό όρο για το λαμπάκι προειδοποίησης που ήταν αναμμένο στον πίνακα οργάνων του οχήματος, όταν παρουσιαζόταν μια δυσλειτουργία. Η GΜ το ονόμασε check engine ή service engine δηλαδή «ελέγξτε τον κινητήρα», η Chrysler το ονόμασε power loss (απώλεια ισχύος). H Ford το ονόμασε «λυχνία κινητήρα». Τα περισσότερα εισαγόμενα αυτοκίνητα το αποκάλεσαν «λυχνία ελέγχου κινητήρα». Αυτό δεν προκαλούσε δυσκολίες μόνο στους τεχνικούς, αλλά και στους οδηγούς. Πολλοί οδηγοί έβλεπαν τη λυχνία αυτή να ανάβει στον πίνακα οργάνων, πήγαιναν το αυτοκίνητο τους για επισκευή και ζητούσαν αλλαγή λαδιών αναμένοντας να σβήσει η λυχνία. Αυτό, βέβαια, δεν γινόταν, και μετά από τα περιττά χρήματα που έδιναν στα συνεργεία το σφάλμα έπρεπε να εντοπιστεί και να επισκευαστεί ξανά και αυτό σήμαινε και άλλα χρήματα για τους οδηγούς. Το σύστημα κωδικοποίησης για κάθε κατασκευαστή ήταν επίσης διαφορετικό, καθιστώντας τη διάγνωση πολύ πιο δυσχερή.Η GΜ εισήγαγε το ΟΒD II σε πρότυπα οχήματα το 1994. Περισσότερες προδιαγραφές προστέθηκαν το 1995. Από το 1996 όμως όλα τα βενζινοκίνητα οχήματα και τα ελαφρά φορτηγά της GΜ που πωλούνται στις ΗΠΑ είναι εξοπλισμένα με το ΟΒD II. Το ΟΒD II είναι όργανο ελέγχου εκπομπών καυσαερίων, που εξετάζει συνεχώς τη λειτουργία του συστήματος. Το σύστημα μπορεί να πραγματοποιήσει περισσότερες από 100 διαφορετικές δοκιμές κάθε φορά που χρησιμοποιείται το όχημα. Ο υπολογιστής ΟΒD II «θυμάται» ορισμένους όρους για τα συστήματα και τους αισθητήρες που ελέγχει. Μερικοί από αυτούς τους όρους είναι φορτίο κινητήρα, ταχύτητα περιστροφής κινητήρα, ταχύτητα οχήματος και θερμοκρασία ψυκτικού μέσου του κινητήρα. Εάν ο υπολογιστής διαπιστώσει ότι υπάρχει πρόβλημα, ένας διαγνωστικός κώδικας (DTC) αποθηκεύεται στη μνήμη του υπολογιστή. Το DTC, καθώς επίσης και οι αναφερόμενοι όροι, μπορούν να αντιμετωπισθούν από τον τεχνικό. Κάθε όχημα που έχει ΟΒD II είναι εξοπλισμένο με «βύσμα συνδέσεων στοιχείων» (DLC), ένα τερματικό, δηλαδή, με 16 ακροδέκτες που συνδέονται με τον υπολογιστή του αυτοκινήτου. Το DLC βρίσκεται συχνά κάτω από την κονσόλα των οργάνων κοντά στη θέση οδήγησης. Οι καταρτισμένοι τεχνικοί συνδέουν τα διαγνωστικά εργαλεία με το DLC και με κώδικες DTC εντοπίζουν το πρόβλημα. Τα ίδια εργαλεία μπορούν να ελέγξουν τις επισκευές που εκτελούνται στο σύστημα, προτού να επιστραφεί το όχημα στον πελάτη.Ο υπολογιστής αρχίζει να λειτουργεί μόλις πραγματοποιηθεί η πρώτη ανάφλεξη του μίγματος αέρα-καυσίμου. Κάθε φορά που το όχημα κινείται ο υπολογιστής τρέχει αυτόματα ορισμένες διαγνωστικές δοκιμές. Οι περισσότερες δοκιμές λειτουργούν υπό πολύ συγκεκριμένους όρους. Παραδείγματος χάριν, η θερμοκρασία ψυκτικού μέσου, οι στροφές του κινητήρα και η ταχύτητα του οχήματος πρέπει να είναι μέσα σε ορισμένες τιμές, προτού γίνουν κάποιες δοκιμές. Σε μερικές περιπτώσεις, διάφορες δοκιμές πρέπει να αποτύχουν προτού να ανάψει η λυχνία - σε άλλες περιπτώσεις μόνο ένα περιστατικό είναι αρκετό για να θέσει το DTC σε λειτουργία και να ανάψει το check engine. Αυτό βοηθά στο να μειωθεί το παραπλανητικό check engine που θα έστελνε το όχημα στο συνεργείο, ενώ στην πραγματικότητα δεν θα υπήρχε πρόβλημα.Μόνο οι καταρτισμένοι, εκπαιδευμένοι τεχνικοί που εξοπλίζονται με το νεώτερο διαγνωστικό και με τον εξοπλισμό επισκευής είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν το σύστημα ΟΒD II. Μερικά σφάλματα που αναγκάζουν το check engine να ανάψει μπορεί να μην υφίστανται καν και ο μηχανικός πρέπει να είναι σε θέση να το καταλάβει. Όλες οι μεγάλες εταιρείες και οι αντιπροσωπείες τους εκπαιδεύουν τους τεχνικούς τους στα εργαλεία πληροφοριών ώστε να είναι σε θέση να εντοπίσουν το οποιοδήποτε πρόβλημα. Αυτό προϋποθέτει βέβαια ένα κατάλληλα εξοπλισμένο σύστημα Ο ΒDII.Εμπειρικά, τα αυτοκίνητα της GΜ και τα ελαφριά φορτηγά χρησιμοποιούν το SΑΕ Τ1850 VPW (μεταβλητή διαμόρφωση πλάτους παλμού). Τα προϊόντα της Chrysler και όλες οι ευρωπαϊκές και οι περισσότερες ασιατικές εταιρείες κατασκευής χρησιμοποιούν τα στοιχεία κυκλώματος ΙSΟ 9141. Υπάρχουν μερικές παραλλαγές μεταξύ των οχημάτων, όπως το Cadillac Careta, ένα γερμανικό παράγωγο της Οpel, το οποίο χρησιμοποιούσε το ευρωπαϊκό πρωτόκολλο του ΙSΟ 9141. Από το 1996 και για τα πιο πρόσφατα οχήματα, μπορούμε να ξέρουμε ποιο πρωτόκολλο χρησιμοποιείται με την εξέταση του βύσματος ΟΒD II:JΙ850 VPW - το βύσμα πρέπει να έχει τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 2,4,5, και 16 - πλην όμως όχι 10.ΙSΟ 9141-2 - το βύσμα πρέπει να έχει τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 4,5,7,15 και 16J1850 PWM - το βύσμα πρέπει να έχει τις μεταλλικές επαφές στους ακροδέκτες 2,4,5,10 και 16.Το Διαφορικό είναι ο μηχανισμός που σκοπό έχει να επιτρέπει στους δύο κινητήριους τροχούς στα προσθιοκίνητα ή οπισθιοκίνητα οχήματα, ή στους δυο άξονες μετάδοσης στα τετρακίνητα, να περιστρέφονται με διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες και να κατανέμει τη ροπή στρέψης, ανάλογα με τον συντελεστή πρόσφυσης στους κινητήριους τροχούς, είτε μεγενθύνοντας είτε ελαχιστοποιώντας την.Για να μπορεί να στρίψει ένα όχημα, οι τροχοί που βρίσκονται στην εξωτερική πλευρά της καμπύλης διανύουν μεγαλύτερη απόσταση από τους τροχούς που βρίσκονται στη εσωτερική πλευρά. Άρα, οι εξωτερικοί τροχοί θα πρέπει να στρέφονται ταχύτερα από τους εσωτερικούς, ώστε να μπορούν να ακολουθήσουν τη γεωμετρική μορφή της οδού. Στη περίπτωση που και οι εξωτερικοί και οι εσωτερικοί τροχοί στρέφονταν από τον κινητήρα με την ίδια ταχύτητα, τότε το όχημα δεν θα μπορούσε να διαγράψει καμπύλη τροχιά χωρίς σημαντικές τριβές στα ελαστικά του. Οι τριβές αυτές θα εκδηλώνονταν ως τάση του οχήματος να «υπακούσει» στις στροφές που παίρνουν οι τροχοί του: να κινηθεί ευθεία και όχι να διαγράψει καμπύλη τροχιά.Όταν τώρα το όχημα κινείται στην ευθεία και κάποιος από τους κινητηρίους τροχούς συναντήσει μια ανωμαλία του οδοστρώματος, π.χ: ένα σαμαράκι ή μια λακκούβα, θα υπάρξει και σε αυτή τη περίπτωση πρόβλημα, καθώς δεν θα υπάρχει δυνατότητα να διαφοροποιήσει τις στροφές του από τον άλλο τροχό και ολόκληρο το όχημα θα υποστεί μια αποσταθεροποιητική φόρτιση (τράνταγμα) η οποία θα εκδηλωθεί ως τάση εκτροπής του οχήματος.Τα προβλήματα αυτά αντιμετωπίζονται με τη χρήση του διαφορικού, το οποίο μπορεί να άλλαξει το ποσοστό ισχύος που λαμβάνει ο κάθε τροχός ενός άξονα, αλλά και να μπορεί να περιστρέψει τους κινητήριους τροχούς με διαφορετική γωνιακή ταχύτητα λαμβάνοντας υπ' όψη την απόσταση που κάθε τροχός πρέπει να διανύσει. Το μέγεθος της μεταφερόμενης ροπής στρέψης καθορίζεται από εκείνον το τροχό ο οποίος έχει τη μικρότερη πρόσφυση στο οδόστρωμα.Θα μπορούσαμε να πούμε ότι ο διαφορικός μηχανισμός, είναι ο μηχανισμός που «λαμβάνει πληροφορίες» ανάλογα με την επαφή καθενός κινητηρίου τροχού με το οδόστρωμα και συμφωνά με αυτές τις πληροφορίες, διαμοιράζει την ισχύ ή τη ροπή του κινητήρα στους άξονες των τροχών.Πριν αναλύσουμε τα τεχνικά θέματα και τις λειτουργίες, θα αναφερθούμε στους σκοπούς του συστήματος μετάδοσης της κίνησης. Αυτοί οι σκοποί είναι οι εξής:1. Η μεταφορά της περιστροφικής κίνησης του κινητήρα, στους κινητήριους τροχούς.2. Να μεταβάλλει τις στροφές και την ροπή που παρέχει ο κινητήρας ώστε οι κινητήριοι τροχοί να παίρνουν την απαιτούμενη ελκτική δύναμη για να μπορέσουν να αντιμετωπίζουν τις διάφορες αντιστάσεις κίνησης του οχήματος.3. Δυνατότητα αναστροφής κίνησης των τροχών για την οπίσθια πορεία του οχήματος.4. Αλλαγή της κατεύθυνσης της κινήσεως από ευθύγραμμη σε εγκάρσια έτσι ώστε να φθάνει στους τροχούς.5. Να δίνει διαφορετική περιστροφική ταχύτητα σε κάθε κινητήριο τροχό, όταν το όχημα κινείται σε καμπύλη τροχιά.6. Διανομή της κίνησης και της ροπής στους εμπρόσθιους και στους οπίσθιους τροχούς.Ένα συμβατικό διαφορικό αποτελείται από τα εξής μέρη:1. Κεντρικός άξονας – Άτρακτος: Από τον άξονα αυτόν,η κίνηση μεταδίδεται στο πινιόν του διαφορικού2. Πινιόν: Είναι ένας κωνικός οδοντωτός τροχός,μέσω του οποίου η κίνηση μεταδίδεται από το κεντρικό άξονα στο διαφορικό.3. Κορώνα: Είναι μια κωνική οδοντωτή στεφάνη, η οποία μαζί με το πινιόν αποτελούν το ζεύγος της γωνιακής μετάδοσης και αλλάζουν την διεύθυνση της κίνησης κατά 90ο, από τη κεντρική άτρακτο στα ημιαξόνια.4. Θήκη πλανητικού μηχανισμού – φορέας δορυφόρων: Είναι στερεωμένη πάνω στη κορώνα και περιστρέφεται μαζί με αυτή και φέρει τον κυρίως πλανητικό μηχανισμό.5. Άξονας δορυφόρων.6. Πλανήτες: Είναι δυο κωνικοί οδοντωτοί τροχοί οι οποίοι πάντοτε έχουν ευθύγραμμα κωνικά δόντια, λίγο μεγαλύτεροι από τους δορυφόρους. Είναι στερεωμένοι μέσα στη θήκη του διαφορικού και μπλεγμένοι μόνιμα με τους δορυφόρους. Ο άξονας τους συμπίπτει με τον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων. Με τους πλανήτες συνδέονται τα ημιαξόνια με πολύσφηνα.7. Δορυφόροι: Είναι συνήθως δύο στον αριθμό αλλά μπορούν να υπάρξουν και 4 κωνικοί οδοντωτοί τροχοί οι οποίοι έχουν πάντοτε ευθύγραμμα κωνικά δόντια, στερεωμένοι στο εσωτερικό της θήκης, με άξονες κάθετους στον άξονα περιστροφής των ημιαξονίων των τροχών.8. Έξοδος προς τροχούς – ΗμιαξόνιαΌπως γνωρίζουμε, τα συμβατικά διαφορικά έχουν ένα πολύ σοβαρό μειονέκτημα. Εάν για οποιοδήποτε λόγω ο ένας τροχός χάσει τη πρόσφυση του (π.χ. πέσει σε λάσπη, βρίσκεται σε πάγο ή στον αέρα), τότε δεν παρουσιάζει αντίσταση, και παίρνει όλες τις στροφές. Σε αυτό το σημείο, θα πρέπει να σημειώσουμε ότι το μέγεθος της μεταφερόμενης ροπής, καθορίζεται από τον κινητήριο τροχό, ο οποίος έχει τη μικρότερη πρόσφυση με το οδόστρωμα. Η αντιμετώπιση αυτού του μειονεκτήματος, γίνεται με συστήματα στα οποία αναστέλλεται ολικά ή μερικά η λειτουργία του διαφορικού.Η πρώτη περίπτωση είναι η ολική αναστολή της λειτουργίας του διαφορικού. Η ολική αναστολή επιτυγχάνεται χειροκίνητα ή αυτόματα με τη σταθεροποίηση ορισμένων μερών του διαφορικού μεταξύ τους, έτσι ώστε τα δυο ημιαξόνια να λειτουργούν σαν ένας ολόσωμος άξονας. Την ολική αναστολή την εφαρμόζουμε μονό στα μεγάλα ειδικά οχήματα (στρατιωτικά, ρυμουλκά και αλλά).Η δεύτερη περίπτωση είναι η μερική αναστολή και χρησιμοποιείται στα διαφορικά περιορισμένης – ελεγχόμενης ολίσθησης, στα οποία όταν παρουσιαστεί μεγάλη διαφορά στροφών μεταξύ των δυο τροχών, μειώνεται αυτόματα η λειτουργία του διαφορικού.Τέλος, πρέπει να επισημάνουμε τα μειονεκτήματα. Η ολική αναστολή, προκαλεί φθορά στα ελαστικά λόγω των πολλών δυνάμεων και καταπονήσεων και αυτός είναι ένας από τους λογούς που το χρησιμοποιούμε μονό στα μεγάλα ειδικά οχήματα. Ο κύριος λόγος που βρίσκει εφαρμογή μονό σε αυτά τα οχήματα είναι οι περισσότερες ανωμαλίες του οδοστρώματος που συναντάνε σε σχέση με τα επιβατικά οχήματα και οι χαμηλές ταχύτητες κίνησης.Διαφορικό με αναστολέα, είναι το διαφορικό που επιτρέπει με χειροκίνητο τρόπο ή με ηλεκτροκίνητο τρόπο την εμπλοκή των δύο ημιαξονίων των κινητήριων τροχών και τα επιτρέπει να κινηθούν με την ίδια περιστροφική ταχύτητα.Όπως και στα συμβατικά διαφορικά, έτσι και εδώ υπάρχει το ζεύγος γωνιακής μετάδοσης (κορώνα – πινιόν) οι πλανήτες και οι δορυφόροι. Υπάρχει όμως και ο ωστικός τριέας που μετακινείται χειροκίνητα ή αυτόματα και σταθεροποιεί διάφορα μέρη του διαφορικού. Τα μέρη του διαφορικού τα οποία μπορούν να σταθεροποιηθούν είναι είτε οι δορυφόροι είτε η θήκη και τα ημιαξόνια.Οι τύποι των διαφορικών περιορισμένης ολίσθησης, κατατάσσονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες. Στηv πρώτη κατηγορία υπάρχουν αυτά που «αισθάνονται» την ροπή και στη δεύτερη αυτά που «αισθάνονται» τηv ταχύτητα περιστροφής των κινητήριων τροχών. Τα διαφορικά που «αισθάνονται» τη ροπή, χρησιμοποιούν τη μηχανική τριβή των εξαρτημάτων τους για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη διαφορά ροπής μεταξύ των δύο αξόνων, ανεξάρτητα από την ταχύτητα περιστροφής των τροχών. Τα διαφορικά που «αισθάνονται» την ταχύτητα των τροχών, για να ενεργοποιηθούν και να λειτουργήσουν, πρέπει να υπάρχει διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής των τροχών.Τα διαφορικά περιορισμένης ολίσθησης.Τύποι διαφορικών περιορισμένης ολίσθησης.Με Πολύδισκους συμπλέκτες.Τα πλεονέκτημα του LSD με πολύδισκους συμπλέκτες είναι:1. Περιορισμός ολίσθησης των τροχών σε στροφές με μεγάλες ταχύτητες.2. Διάθεση ισχύς στους τροχούς πιο ομοιόμορφα, όταν προσφέρεται η μεγαλύτερη ισχύ στο σύστημα.3. Ομοιόμορφη πρόσφυση και καλύτερος έλεγχος του οχήματος κατά την επιτάχυνση ή την επιβράδυνση.4. Σε συνθήκες ομαλής οδήγησης, το σύστημα με τους δίσκους αποσυμπλέκεται, για να μειωθούν οι τριβές και το όχημα να στρίβει ευκολότερα.Με Ατέρμονες οδοντωτούς τροχούς.Είναι γνωστοί ως Torsen. Για λεπτομέρεις βλέπε www.torsen.com swsta.Συνεκτικής σύζευξης.Η κεντρική μονάδα ελέγχου, αφού λάβει υπόψη της τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα και τη δυναμική συμπεριφορά του οχήματος, ρυθμίζει το ποσοστό εμπλοκής του πίσω άξονα. Η λειτουργία του κινητήρα υπολογίζεται από τις στροφές του κινητήρα και από τη θέση του πεντάλ του γκαζιού. Η δυναμική συμπεριφορά υπολογίζεται από την ταχύτητα του κάθε τροχού, την πραγματική επιτάχυνση του οχήματος, τη θέση του πεντάλ του φρένου και τη λειτουργία του χειρόφρενου. Επίσης η μονάδα ελέγχου του συστήματος των φρένων, ενημερώνει τη μονάδα του Haldex εάν κάποια από τις ειδικές λειτουργίες (ABS, ΕSΡ κλπ), έχει ενεργοποιηθεί. Όταν αναλυθούν τα δεδομένα, η μονάδα ελέγχου ελέγχει τη ροπή που μεταδίδεται στον πίσω άξονα, μέσω της βαλβίδας η οποία ρυθμίζει την πίεση στο υδραυλικό κύκλωμα.Η λειτουργία συνεκτικής σύζευξης είναι διαθέσιμη με την εκκίνηση του κινητήρα και μπορεί να ενεργοποιηθεί ανεξάρτητα από το αν το όχημα κινείται προς τα εμπρός ή προς τα πίσω. Η προϋπόθεση για τη μεταφορά μέρους της ροπής στο πίσω άξονα είναι η διαφορετική γωνιακή ταχύτητα μεταξύ των τροχών του εμπρός και του πίσω άξονα. Η μεταφορά ροπής μέσω συνεκτικής σύζευξης εξασφαλίζει τη βέλτιστη κατανομή ροπής ανάμεσα στον εμπρός και τον πίσω άξονα. Οι εμπρόσθιοι τροχοί παίρνουν τη ροπή κατευθείαν από το κιβώτιο ταχυτήτων και η ροπή αυτή δε μπορεί να μεταβληθεί. Το σύστημα όμως παρεμβάλλεται μεταξύ του κιβωτίου ταχυτήτων και των πίσω τροχών και είναι υπεύθυνο να αποφασίσει πόση από τη ροπή θα πρέπει να περάσει και στον πίσω άξονα. Το τελικό αποτέλεσμα, είναι η διαφοροποίηση του ποσοστού της έλξης που παρέχεται από τον πίσω άξονα. Τέλος, θα πρέπει να αναφερθεί ότι η τετρακίνηση με συνεκτική σύζευξη, είναι διαθέσιμη σε κάθε ταχύτητα, ακόμη και στην πορεία προς τα πίσω (όπισθεν). Δηλαδή, η μονάδα ελέγχου αναλύει συνεχώς τη δυναμική συμπεριφορά του οχήματος (επιτάχυνση, ολίσθηση, φρενάρισμα) και την ιδία στιγμή ανταλλάσσει πληροφορίες με μονάδες ελέγχου άλλων συστημάτων. Η λειτουργία δεν μπορεί να απενεργοποιηθεί από τον οδηγό.Ηλεκτρονικός έλεγχος στο διαφορικό μηχανισμό.Στα σημερινά σύγχρονα οχήματα, οι κατασκευαστές έχουν εκμεταλλευτεί την επιστήμη της σύγχρονης ηλεκτρονικής και έχουν κατασκευάσει οχήματα, τα οποία ελέγχουν την ολίσθηση των τροχών και τη κατεύθυνση του οχήματος σε δύσκολες καταστάσεις οδήγησης. Τα συστήματα αυτά, ανήκουν στα συστήματα ενεργητικής ασφάλειας. Τα συστήματα αυτά, χρησιμοποιούν και εκμεταλλεύονται τα εξαρτήματα και τους μηχανισμούς του συστήματος πέδησης και του συστήματος ABS, για να φρενάρουν περισσότερο ή λιγότερο έναν ή δύο τροχούς. Έτσι ελέγχεται η ασφαλής κίνηση του οχήματος χωρίς να παρουσιάζονται φαινόμενα ολίσθησης των τροχών λόγω της διαφορετικής ταχύτητας η λόγω υπερστροφής ή υποστροφής. Επίσης, κάποια συστήματα χρησιμοποιούν και τους μηχανισμούς της ηλεκτρονικής διαχείρισης του κινητήρα, ώστε να υπολογίζουν και να ελέγχουν την ιδανική ροπή του κινητήρα που πρέπει να εφαρμόζεται στους τροχούς σε καταστάσεις ολίσθησης τους. Το όφελος αυτών των συστημάτων και ο σκοπός κατασκευής τους, είναι να παρέχουν στον οδηγό του οχήματος όσο το δυνατόν περισσότερη ασφάλεια σε δύσκολες καταστάσεις οδήγησης και σε στιγμές πανικού.Τα συστήματα τα οποία έχουν άμεση σχέση με τον διαφορικό μηχανισμό είναι τα εξής:Ηλεκτρονικός έλεγχος (μπλοκάρισμα) του διαφορικού. EDL (Electronic Differential Lock)ή EDS (Elektronische Differential Sperre). Ηλεκτρονικό σταθεροποιητικό σύστημα δυναμικής κίνησης οχήματος.ΕSΡ (Elektronische Stabilitats Programm) ή ESBS (Electronic Stability Brake System). Σύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου της ροπής του κινητήρα.MSR (Motor Schleppmoment Regelung)ή EBC (Engine Braking Control). Σύστημα ελέγχου πρόσφυσης των τροχών κατά την εκκίνηση.ASR (Antriebs Schluph Regeleung) ή TCS (Traction control system) ή ASC (Acceleration Skid Control).Οι όροι Μονάδα Ελέγχου Κινητήρα (Engine Control Unit / ΕCU), ή Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου, είναι δυο από τις πολλές ονομασίες οι οποίες χρησιμοποιούνται για τον εγκέφαλο αυτοκινήτου, όπως έχει επικρατήσει να ονομάζεται από τους τεχνικούς οχημάτων. Πρόκειται για ολοκληρωμένη μονάδα ηλεκτρονικού υπολογιστή οι οποία, στα σύγχρονα αυτοκίνητα και φορτηγά, χρησιμοποιείται για τον έλεγχο όλων των λειτουργιών του ηλεκτρικού συστήματος αλλά και άλλων υποσυστημάτων του οχήματος.Ο εγκέφαλος έχει σχεδιαστεί με τέτοιο τρόπο έτσι ώστε να ελέγχει κάθε σύστημα πάνω στο αυτοκίνητο. Τα πρώτα ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου του κινητήρα αποτελούνταν από αρκετά ξεχωριστά ηλεκτρονικά συστήματα έλεγχου, σήμερα όμως υπάρχει μια τάση να χρησιμοποιείται ένα και μόνο ένα ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου, το οποίο είναι ο εγκέφαλος.Αν και οι πρώτοι υπολογιστές για το αυτοκίνητο προορίζονταν αποκλειστικά για τον έλεγχο λειτουργιών του κινητήρα, όπως τον έλεγχο του μείγματος καυσίμου-αέρα και της ανάφλεξης / εκκίνησης, σήμερα είναι στάνταρ ο έλεγχος και άλλων υποσυστημάτων. Τέτοια είναι τα συστήματα:αντι-μπλοκαρίσματος φρένων (ABS),αντι-ολίσθησης (traction control system), ηλεκτρονικής ευστάθειας (ΕSΡ),διατήρησης σταθερής ταχύτητας (cruise control),ηλεκτρονικής ανάρτησης,4-κίνησης (κίνηση με τους τέσσερις τροχούς),ηλεκτρονικού κλιματισμού,σταθεροποίησης τάσης εξόδου του εναλλακτήρα (γεννήτριας),φόρτισης μπαταρίας.Άλλα υποσυστήματα που μπορεί να ελέγχονται από μικροελεγκτή είναι τα φώτα πορείας, ο φωτισμός του χώρου επιβατών, οι υαλοκαθαριστήρες και η αντίσταση θέρμανσης του πίσω παρμπρίζ.Μικροελεγκτής.Ο εγκέφαλος αποτελείται από ένα ή περισσότερα τυπωμένα κυκλώματα (πλακέτες) όπου ένας κεντρικός μικροεπεξεργαστής (μικροελεγκτής), υποστηριζόμενος από μνήμες και άλλα περιφερειακά, διαβάζει και ελέγχει, μέσω κατάλληλης εξωτερικής αρτηρίας (bus) δεδομένων αλλά και απευθείας σύνδεσης, τα διάφορα υποσυστήματα του αυτοκινήτου. Στα σύγχρονα επιβατικά και φορτηγά οχήματα, το καθιερωμένο εξωτερικό bus είναι το CAN.Ο μικροελεγκτής χρειάζεται ένα αποθηκευτικό μέσο (μνήμη) για το λογισμικό του και για αποθήκευση μόνιμων και προσωρινών πληροφοριών. Οι τύποι ολοκληρωμένων κυκλωμάτων μνήμης πού χρησιμοποιούνται σε εγκεφάλους αυτοκινήτου είναι:ROM (Read Only Memory) (μνήμη μόνο για ανάγνωση). Χρησιμοποιείται ως μνήμη προγράμματος.RAM (Random Access Memory) (μνήμη τυχαίας προσπέλασης). Η RAM, όταν τροφοδοτείται μέσω του διακόπτη αναφλέξεως, θα χάσει τα δεδομένα, όταν ο διακόπτης τεθεί στη θέση κλειστό (off). Μια μορφή της RAM είναι η KAM (Keep Alive Memory). Αυτή παίρνει ρεύμα από τη μπαταρία, παρακάμπτοντας το διακόπτη ανάφλεξης κι έτσι θα χάσει τα δεδομένα της μόνο όταν αποσυνδεθεί ή αδειάσει τελείως η μπαταρία.PROM (Programmable ROM) (προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση). Εκτός από το απαραίτητο βασικό λογισμικό, περιέχει ειδικές πληροφορίες που αφορούν αυτό ακριβώς το αυτοκίνητο στο οποίο είναι τοποθετημένος ο εγκέφαλος. Αυτές οι πληροφορίες μπορεί να χρησιμοποιηθούν πχ για να πληροφορούν τον μικροελεγκτή για τον ηλεκτρικό εξοπλισμό του συγκεκριμένου αυτοκινήτου. Επίσης, η PROM περιέχει το λεγόμενο χάρτη, δηλαδή τον πίνακα με την επιθυμητή σχέση στροφών κινητήρα - προπορείας ανάφλεξης (αβάνς) - ποσότητας εγχυόμενου καυσίμου. Σε πολλές περιπτώσεις το ηλεκτρονικό κύκλωμα του εγκεφάλου παραμένει το ίδιο σε πολλά μοντέλα του ίδιου κατασκευαστή, διαφοροποιώντας μόνο την PROM. Συχνά, εκείνο το τμήμα της PROM το οποίο δεν αφορά το βασικό λογισμικό συνδέεται σε ειδική υποδοχή, ώστε να μπορεί να τροποποιείται (πχ για αγωνιστική χρήση).EEPROM (Electrically Erasable PROM) και NVRAM (Non Volatile RAM). Επιτρέπουν την αλλαγή των πληροφοριών που περιέχουν, από τον κεντρικό μικροελεγκτή και δεν χάνουν τα δεδομένα όταν απωλεστεί η τροφοδοσία τους. Μερικοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτό τον τύπο μνήμης για να αποθηκεύσουν πληροφορίες που αφορούν τα διανυθέντα χιλιόμετρα, αριθμό κυκλοφορίας κα.CAN bus.Το CAN bus είναι ένας σειριακός ψηφιακός τρόπος σύνδεσης του εγκεφάλου με τα υποσυστήματα του αυτοκινήτου, ο οποίος χρησιμοποιεί μόλις 2 καλώδια. Πάνω σε αυτά τα 2 καλώδια είναι συνδεδεμένα τα περιφερειακά με σύνδεση συμβατή με CAN bus, όπως έξυπνοι αισθητήρες, μονάδα ηλεκτρονικής ανάφλεξης, υποσύστημα ABS, ενσωματωμένος υπολογιστής ταξιδιού, ελεγκτές φώτων. Εκεί συνδέεται και η διαγνωστική υποδοχή (φίσα), μέσω της οποίας το διαγνωστικό μηχάνημα του συνεργείου μπορεί να πάρει πληροφορίες για την κατάσταση του οχήματος και να εντοπίσει τη βλάβη.Έτσι, τα αναλογικά περιφερειακά μπορούν να διαθέτουν δικό τους μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό και μικροελεγκτή, πχ έξυπνοι αισθητήρες και ηλεκτρομηχανικοί ενεργοποιητές (actuators), ώστε οι καλωδιώσεις προς τον εγκέφαλο να είναι καθαρά ψηφιακές. Αυτή η φιλοσοφία απλοποιεί αισθητά την καλωδίωση δίνοντας ταυτόχρονα δυνατότητα για σύνθετες λειτουργίες, ενώ διευκολύνει τη διάγνωση βλαβών.Κυκλώματα προστασίας.Ζωτικά για την απρόσκοπτη λειτουργία του οχήματος, αλλά και την ασφάλεια των επιβαινόντων σε αυτό, είναι τα κυκλώματα προστασίας που παρεμβάλλονται μεταξύ του ηλεκτρικού κυκλώματος τροφοδοσίας του αυτοκινήτου και του κυκλώματος τροφοδοσίας του εγκεφάλου το οποίο παίρνει τάση από το πρώτο. Κατ' αυτό τον τρόπο, οι ανεπιθύμητες παρεμβολές του ηλεκτρικού συστήματος δεν επηρεάζουν τη λειτουργία της κεντρικής μονάδας ελέγχου. Ανάλογα κυκλώματα προστασίας διαθέτει οποιαδήποτε άλλη είσοδος ή έξοδος του εγκεφάλου.Εάν υπάρξει δυσλειτουργία ή αντικανονική λειτουργία του συστήματος (βλάβη), τότε ο εγκέφαλος περνάει σε ένα εφεδρικό λογισμικό ανάγκης (SOS), με τη βοήθεια του οποίου αποφεύγεται η ακινητοποίηση του οχήματος. Όταν αυτό ενεργοποιηθεί, λαμβάνονται αρχικές τιμές αντί των τιμών που δίνουν οι αισθητήρες, οι οποίοι αγνοούνται. Το λογισμικό ανάγκης σταθεροποιεί τη λειτουργία του κινητήρα μέσα σε φυσιολογικά όρια. Για παράδειγμα, εάν το σύστημα ελέγχου της θερμοκρασίας παρουσιάσει μια δυσλειτουργία στον αισθητήρα θερμοκρασίας περιβάλλοντος τότε, αντί να σταματήσει τη λειτουργία του εγκεφάλου, λαμβάνει σταθερές τιμές που έχει δώσει ο κατασκευαστής στο πρόγραμμα του εγκεφάλου ή λαμβάνει ως θερμοκρασία την τελευταία που έχει καταγραφεί πριν τη βλάβη. Αυτό επιτρέπει στον εγκέφαλο να λειτουργήσει σε οριακή βάση αντί να σταματήσει τελείως.Ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου δίνει τα απαραίτητα στοιχεία και δεδομένα για τον τύπο του κινητήρα,την κατάστασή του, για τυχόν μηχανικές βλάβες στους στροφάλους αλλά και στα ηλεκτρικά κυκλώματα αυτού. Με αυτό τον τρόπο το συνεργείο μπορεί να διαπιστώσει αν υπάρχουν βλάβες στον μηχανισμό του κινητήρα ή στο σύστημα ηλεκτροδότησής του. Επίσης καταγράφονται και αρχειοθετούνται στοιχεία (data) για το υλικό κατασκευής του κινητήρα, τα τεχνικά μηχανικά στοιχεία του (πχ. καταπόνηση τοιχωμάτων του, πίεση, υπερθέρμανση) καθώς και την ποιότητα το υλικού του και των εξαρτημάτων του.Συμβατικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου.Τα καρμπυρατέρ χρησιμοποιούνταν στο μεγαλύτερο διάστημα του άνω του ενός αιώνα ζωής των μηχανών εσωτερικής καύσης τύπου Όττο (βενζινοκινητήρων). Όμως η έλευση της ηλεκτρονικής επανάστασης στη δεκαετία του 1980 κατάφερε να βρει τρόπο διείσδυσης στην αυτοκίνηση, παραγκωνίζοντας σε σύντομο χρονικό διάστημα τόσο το καρμπυρατέρ όσο και το διανομέα (ντιστριμπιτέρ). Από ένα σημείο και μετά, τα μηχανικά συστήματα αντικαθίστανται από ισχυρά ολοκληρωμένα κυκλώματα (αρχικά αναλογικά και έπειτα ψηφιακά) τα οποία αναλαμβάνουν τον έλεγχο της λειτουργίας του κινητήρα.Οι κυριότεροι λόγοι για τους οποίους το καρμπυρατέρ έχει εκλείψει σήμερα παντελώς από τα αυτοκίνητα είναι η ανάγκη συνεχών ρυθμίσεων και η μεγάλη σπατάλη καυσίμου, η οποία δεν συμβαδίζει με τις διεθνείς προδιαγραφές εκπομπής καυσαερίων. Επιπλέον, το καρμπιρατέρ έχει μεγαλύτερο κόστος από το σύστημα ψεκασμού. Όταν οι νόμοι για την προστασία του περιβάλλοντος απαίτησαν τη συνεργασία του συστήματος τροφοδοσίας με τον καταλύτη, τα καρμπιρατέρ θα έπρεπε να φορτωθούν με τα ίδια ηλεκτρονικά συστήματα με αυτά του συστήματος ψεκασμού τη στιγμή που, χάρη στη μαζικοποίηση της παραγωγής τους, οι τιμές των ακροφυσίων (μπεκ) που χρησιμοποιούνται στο δεύτερο, έπεφταν. Για πολλές δεκαετίες πάντως, το καρμπυρατέρ μονοπωλούσε το ενδιαφέρον των ασχολούμενων με τις μετατροπές μια και οι γνώστες ήξεραν ότι μέσω αυτής συσκευής μπορούσαν να επιτευχθούν πολύ καλύτερες αγωνιστικές επιδόσεις από αυτές του εργοστασίου, αρκεί η ρύθμιση να ήταν σωστή. Το ντιστριμπιτέρ, από την άλλη πλευρά, ήταν ο συνδετικός κρίκος ο οποίος ολοκλήρωνε μια τέτοια βελτίωση. Πολλές φορές η προσθήκη δυο διπλών καρμπυρατέρ απογείωνε τις επιδόσεις του κινητήρα, αλλά ταυτόχρονα πολλαπλασίαζε τον αριθμό τον επισκέψεων στο συνεργείο προκειμένου αυτά να μείνουν ρυθμισμένα σωστά.Ηλεκτρονικό σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου.Αντίθετα, και από την πρώτη στιγμή της εμφάνισής τους, τα ψηφιακά ηλεκτρονικά συστήματα ελέγχου τροφοδοσίας και ανάφλεξης ήταν σε θέση να αναλάβουν εξ ολοκλήρου τη διαχείριση του κινητήρα, με μηδενικές απαιτήσεις συντήρησης, επομένως με μεγαλύτερη αξιοπιστία.Για τη λειτουργία ενός υπολογιστικού συστήματος απαιτείται η εισαγωγή δεδομένων και η ύπαρξη των συναρτήσεων ώστε να εξαχθεί το απαιτούμενο αποτέλεσμα. Τα δεδομένα στον υπολογιστή ενός αυτοκινήτου παρέχονται αυτόματα από τους αισθητήρες που είναι τοποθετημένοι στην εισαγωγή την εξαγωγή αλλά και στο ίδιο το σώμα του κινητήρα. Αυτοί οι αισθητήρες φροντίζουν να ενημερώνουν τον εγκέφαλο με δεδομένα γύρω από την κατάσταση του κινητήρα, τις απαιτήσεις του οδηγού από αυτόν και τις συνθήκες του περιβάλλοντος. Όσο περισσότεροι οι αισθητήρες, τόσο πληρέστερη θα είναι η εικόνα που έχει η κεντρική υπολογιστική μονάδα του ώστε να αποφασίσει σωστά. Αν όμως για λόγους οικονομίας ή απλότητας απουσιάζουν κάποιοι αισθητήρες, ο μικροελεγκτής είναι υποχρεωμένος αλλά και ικανός, στις περισσότερες περιπτώσεις, να προβεί σε εκτιμήσεις ως προς τις ελλείπουσες πληροφορίες, με βάση τους κανόνες που περιέχονται στο λογισμικό του. Η ελάχιστη δυνατή σύνθεση αισθητήρων με την οποία μπορεί να λειτουργήσει ένας εγκέφαλος αυτοκινήτου αφορά τις ακόλουθες παραμέτρους:Θέση πεταλούδας εισαγωγής.Θέση στροφαλοφόρου άξονα-εκκεντροφόρου άξονα.Θερμοκρασία ψυκτικού υγρού.Αισθητήρας λ.Μάζα εισερχόμενου, στους κυλίνδρους, αέρα.Αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor).Οι αισθητήρες αυτοί παρέχουν αναλογική έξοδο (πχ 0 έως 5 Volt) η οποία στη συνέχεια μεταφράζεται, μέσα στον εγκέφαλο ή πάνω στο αισθητήριο, από ένα μετατροπέα του αναλογικού σήματος σε ψηφιακό, ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον μικροελεγκτή της κεντρικής μονάδας.Ο εγκέφαλος με την σειρά του, αφού επεξεργαστεί όλες τις πληροφορίες που τον αφορούν, δίνει εντολές σε υποσυστήματα όπως αυτό της τροφοδοσίας καυσίμου. Εξαιτίας της ύπαρξης διαφορετικών συστημάτων ψεκασμού αλλά και του τρόπου λειτουργίας του τελευταίου που να ψεκάζει σε σειρά (κάθε ακροφύσιο προγραμματίζεται) ή παράλληλα (όλα τα ακροφύσια λειτουργούν ταυτόχρονα).Οι αλγόριθμοι που χρησιμοποιούνται από την υπομονάδα ηλεκτρονικού ελέγχου του κινητήρα είναι περίπλοκοι. Η λειτουργία του κινητήρα πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε αφενός να ικανοποιεί τις απαιτήσεις της νομοθεσίας για τις εκπομπές καυσαερίων, αφετέρου να ικανοποιεί τους στόχους του κατασκευαστή (αξιοπιστία και επιδόσεις).Ο βασικός αλγόριθμος ελέγχου της ποσότητας βενζίνης που πρέπει να ψεκαστεί αποτελείται από μια σειρά πολλαπλασιαζόμενων μεταξύ τους αριθμών, τους οποίους το λογισμικό επιλέγει μέσα από διάφορους πίνακες που ονομάζονται χάρτες. Ο εγκέφαλος θα αποφασίζει, για κάθε στιγμή λειτουργίας, την ποσότητα της βενζίνης που θα εισέλθει στο θάλαμο καύσης, με βάση τα δεδομένα των παραπάνω αισθητήρων. Δηλαδή αυτό που κάνει είναι να καθορίζει την εκάστοτε χρονική διάρκεια του ανοίγματος των ακροφυσίων.Οι διαθέσιμες τιμές διάρκειας ανοίγματος των ακροφυσίων σχηματίζουν έναν πίνακα στον οποίο ο εγκέφαλος, γνωρίζοντας τις στροφές και το φορτίο του κινητήρα, ανατρέχει και λαμβάνει την τιμή που αντιστοιχεί για παράδειγμα στις 1000 στροφές ανά λεπτό. Αντίστοιχοι πίνακες υπάρχουν στη μνήμη του για κάθε μια από τις παραμέτρους που ελέγχονται από του αισθητήρες.To σύστημα έγχυσης καυσίμου (fuel injection) είναι ένα σύστημα των κινητήρων εσωτερικής καύσης το οποίο χρησιμεύει στην ανάμιξη καυσίμου και αέρα και την έγχυση του παραγόμενου μείγματος στο θάλαμο καύσης. Αρχικά χρησιμοποιόταν μόνο στις πετρελαιομηχανές αλλά, από τα τέλη της δεκαετίας του '80 έχει επικρατήσει και στους βενζινοκινητήρες, αντικαθιστώντας σχεδόν τελείως τον εξαερωτήρα (καρμπιρατέρ), Κάθε σύστημα έγχυσης είναι σχεδιασμένο και ρυθμισμένο για συγκεκριμένο τύπο καυσίμου, με τα περισσότερα συστήματα να προορίζονται για κινητήρες βενζίνης ή πετρελαίου ντίζελ. Με την έλευση της ηλεκτρονικής έγχυσης καυσίμου (electronic fuel injection, EFI), το ηλεκτρομηχανoλογικό υλικό των συστημάτων έγχυσης έχει γίνει κοινό για αυτούς τους δύο τύπους καυσίμου και οι διαφορετικές ρυθμίσεις επιτυγχάνονται με αλλαγές στο προγραμματιζόμενο λογισμικό του EFI.Η βασική διαφορά μεταξύ των καρμπιρατέρ και των συστημάτων έγχυσης καυσίμου είναι ότι το δεύτρο εξαερώνει το καύσιμο διοχετεύοντάς το μέσα από ένα μικρό ακροφύσιο, με τη βοήθεια αντλίας υψηλής πίεσης. Αντίθετα, το καρμπιρατέρ εκμεταλλεύεται την υποπίεση (χαμηλή πίεση) που δημιουργείται κατά την είσοδο του αέρα σε αυτό, προκειμένου να τον αναμίξει το καύσιμο.Ένα σύστημα έγχυσης αποτελείται από δύο βασικά τμήματα, την αντλία ή μια αποθήκη καυσίμου υπό πίεση και έναν ή περισσότερους εγχυτήρες (μπεκ). Ο εγχυτήρας είναι ένα ακροφύσιο και μια βαλβίδα η οποία χρησιμεύει στον έλεγχο της έγχυσης.Το σύστημα fuel injection έχει χρησιμοποιηθεί εμπορικά στις μηχανές ντίζελ από τα μέσα της δεκαετίας του '20. Η έννοια προσαρμόστηκε για τη χρήση στα βενζινο-τροφοδοτημένα αεροσκάφη κατά τη διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου και η άμεση έγχυση χρησιμοποιήθηκε σε μερικά ξεχωριστά σχέδια όπως το Daimler-Benz DB 603 και σε πιο πρόσφατες εκδόσεις στο Wright ρ-3350. Ένα από τα πρώτα εμπορικά συστήματα εγχύσεων βενζίνης ήταν ένα μηχανικό σύστημα που αναπτύχθηκε από την Bosch και το 1955 εισήχθη στη Mercedes-Benz 300SL. Το 1957 η Chevrolet εισήγαγε μια μηχανική επιλογή fuel injection, που έγινε κοντά στη General Motors στο τμήμα Rochester για τη μηχανή 283 V8. Αυτό το σύστημα κατεύθυνε τον εγκατεστημένο αέρα μηχανών πέρα από έναν "διαμορφωμένο κουτάλι" δύτη, ο οποίος κινήθηκε αναλογικά προς τον όγκο αέρα. Ο δύτης συνέδεσε το μετρητή με το σύστημα καυσίμων που διένειμε μηχανικά τα καύσιμα στους κυλίνδρους μέσω των σωλήνων διανομής. Αυτή η μηχανή παρήγαγε 283 HP (211 kW) από 283 in³ (4,6 L), που την κάνουν μια από τις πρώτες μηχανές παραγωγής στην ιστορία για να υπερβεί 1 hp/in³ (45,5 kW/L), κατόπιν η Μηχανή Chrysler's Hemi και διάφορες άλλες. Σε μια άλλη προσέγγιση, η Mercedes χρησιμοποίησε έξι μεμονωμένους δύτες για να τροφοδοτεί με καύσιμα σε κάθε ένα από τους έξι κυλίνδρους. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '60, άλλα μηχανικά συστήματα εγχύσεων όπως το Hilborn χρησιμοποιήθηκε περιστασιακά σε τροποποιημένες αμερικάνικες μηχανές V8 στις διάφορες εφαρμογές αγώνων drag racing, oval racing και road racing. Αυτά τα συναγωνιζο-παραγόμενα συστήματα δεν ήταν κατάλληλα για την καθημερινή χρήση στους δρόμους.Ένα από το πρώτο ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection ήταν το Electrojector, που αναπτύχθηκε από την Bendix Corporation και εισήχθη το 1958 στη DeSoto Adventurer: αμφισβητήσιμα το πρώτο σύστημα EFI παραγωγής (βαλβίδα-σώμα). Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας πωλήθηκαν στη συνέχεια στη Bosch.Η Bosch ανέπτυξε ένα ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection, αποκαλούμενο D-Jetronic, το οποίο χρησιμοποιήθηκε αρχικά στη VW 1600TL το 1967. Αυτό ήταν ένα σύστημα ταχύτητας/πυκνότητας, που χρησιμοποιεί την ταχύτητα μηχανών και την πολλαπλή πυκνότητα αέρα εισαγωγής για να υπολογίσει το ποσοστό μαζικής "ροής" αέρα και τις απαιτήσεις των καυσίμων. Το σύστημα χρησιμοποίησε όλη την αναλογική, ιδιαίτερη ηλεκτρονική και έναν ηλεκτρομηχανικό αισθητήρα πίεσης. Ο αισθητήρας ήταν ευαίσθητος στη δόνηση και στους ρύπους. Αυτό το σύστημα υιοθετήθηκε σύντομα στις εταιρείες VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab και Volvo. Η Lucas χορήγησε άδεια στο σύστημα για την παραγωγή με Jaguar.Η Bosch εκτόπισε το σύστημα D-Jetronic με Κ-Jetronic και L-Jetronic συστήματα το 1974, εν τούτοις μερικά αυτοκίνητα (όπως το Volvo 164) που συνέχιζε με D-Jetronic για αρκετά έτη και η General Motors εγκατέστησαν ένα πολύ κοντινό αντίγραφο D-Jetronic σε Cadillacs το 1977. Το L-Jetronic εμφανίστηκε αρχικά το 1974 σε Porsche 914 και χρησιμοποιούσε έναν μηχανικό μετρητή ροών αέρος. Αυτή η προσέγγιση απαίτησε πρόσθετους αισθητήρες για να μετρήσει το βαρόμετρο και τη θερμοκρασία για να υπολογίσει τη "μάζα αέρα". Το L-Jetronic υιοθετήθηκε ευρέως στα ευρωπαϊκά αυτοκίνητα εκείνης της περιόδου και μερικοί Ιάπωνες το διαμορφώνουν ένα χρόνο αργότερα.Το 1975, οι κανονισμοί εκπομπών της πολιτείας της Καλιφόρνια απαίτησαν από τους κατασκευαστές να μειώσουν εντυπωσιακά τις εκπομπές ρύπων. Η μόνη εφικτή τεχνολογία εκείνης της εποχής που επέτρεψε στους αυτόματους κατασκευαστές να συμμορφωθούν τους νέους κανονισμούς ήταν ο καταλυτικός μετατροπέας. Η GM είχε εφεύρει τον καταλύτη εξάτμισης, που σχεδιάστηκε στο σύστημα εξάτμισης του οχήματος για να προωθήσει τις αντιδράσεις των συστατικών εξάτμισης παρουσία της θερμότητας. Η προσθήκη του καταλύτη μείωσης, μαζί με τον καταλύτη οξείδωσης, είναι μια προσέγγιση αποκαλούμενη σύστημα τριοδικών καταλυτών. Ο καταλύτης μείωσης τοποθετείται προς τα πάνω του καταλύτη οξείδωσης. Η διαδικασία μείωσης ελευθερώνει το οξυγόνο από τις ενώσεις NOx και αυτό το οξυγόνο χρησιμοποιείται έπειτα στον προς τα κάτω καταλύτη για να οξειδώσει τους άκαυτους υδρογονάνθρακες και το μονοξείδιο άνθρακα. Προκειμένου να αξιοποιηθεί μέγιστο ενός 3-way καταλύτη, η άριστη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμα είναι ουσιαστική.Τα συστήματα EFI βελτίωσαν τον έλεγχο καυσίμων σε δύο σημαντικά στάδια:Τα συστήματα ανοικτών βρόχων EFI βελτίωσαν τη διανομή καυσίμων από κύλινδρο σε κύλινδρο, αλλά γενικά είχαν τη φτωχότερη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμου από έναν εξαερωτήρα λόγω της κατασκευής των ζητημάτων ανοχής.Τα κλειστά συστήματα βρόχων EFI βελτίωσαν την αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμου με έναν αισθητήρα οξυγόνου αερίου εξάτμισης (αισθητήρας EGO). Ο αισθητήρας EGO τοποθετείται στο σύστημα εξάτμισης προς τα πάνω του καταλύτη. Ανιχνεύει το υπερβολικό οξυγόνο στο ρεύμα εξάτμισης. Το οξυγόνο δείχνει εάν ο αέρας/τα καύσιμα είναι αδύνατοι ή πλούσιοι της στοιχειομετρικής αναλογίας. Ο αισθητήρας EGO είναι επίσης γνωστός ως αισθητήρας Lambda. Οι τρέχουσες εκπομπές εξάτμισης είναι τώρα λιγότερο από 0,1% του προ-ρυθμισμένου επιπέδου τους.Το 1982, η Bosch εισήγαγε έναν αισθητήρα που μετρά άμεσα τη μαζική ροή αέρα στη μηχανή, στο σύστημα L-Jetronic τους. Ο αισθητήρας μαζικού αέρα χρησιμοποιεί ένα θερμασμένο καλώδιο λευκόχρυσου που τοποθετείται στην εισερχόμενη ροή αέρα. Το ποσοστό της ψύξης του καλωδίου είναι ανάλογο προς τη "μάζα αέρα" ρέοντας πέρα από το καλώδιο. Δεδομένου ότι ο αισθητήρας "καυτών καλωδίων" μετρά άμεσα τη μάζα αέρα, η ανάγκη για τους πρόσθετους αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης εξαλείφεται.Το σύστημα LH-Jetronic που χρησιμοποιήθηκε μέχρι και το 1998 ήταν επίσης το πρώτο πλήρως ψηφιακό σύστημα EFI, το οποίο είναι τώρα η τυποποιημένη προσέγγιση. Η εμφάνιση του ψηφιακού μικροεπεξεργαστή επέτρεψε την ένταξη όλων των υποσυστημάτων powertrain σε μια ενιαία ενότητα ελέγχου. Η πλήρης εκμετάλλευση της ψηφιακής επανάστασης έχει βελτιώσει περαιτέρω EFI την αναλογία έλεγχου αέρα/καύσιμων, καθώς επίσης και πολλά άλλα αυτοκίνητα συστήματα ελέγχου ανεξάρτητα από τη μηχανή.Ο εξαερωτήρας (carburetor, ή carburettor, ή carburetter ή carbie για μικρό χρονικό διάστημα κυρίως στην Αυστραλία), και στην Ελλάδα περισσότερο γνωστός με τη γαλλική ονομασία καρμπυρατέρ, είναι ένα σημαντικό παρελκόμενο εξάρτημα της μηχανής εσωτερικής καύσης με βενζίνη. Συγκεκριμένα πρόκειται για μηχανισμό (συσκευή) που επιτυγχάνει την αυτόματη ανάμειξη του αέρα και ατμών υδρογονανθράκων (βενζίνης), σε κατάλληλη αναλογία. Στη συνέχεια το μείγμα αυτό τροφοδοτείται στη μηχανή, προκειμένου να καεί και να παραχθεί η ισχύς, η οποία οδηγεί τη μηχανή σε μία ποικιλία από συνθήκες λειτουργίας, όπως για παράδειγμα ψυχρό ξεκίνημα το χειμώνα η και συνθήκες υψηλής επιταχύνσεως. Με τη μεγάλη εξάπλωση της χρήσης των ηλεκτρονικών συστημάτων έγχυσης καυσίμου (ψεκασμού), το καρμπυρατέρ τείνει να εξαφανιστεί από τα σύγχρονα τροχοφόρα οχήματα, ιδιαίτερα από τα αυτοκίνητα καθώς και τις μοτοσυκλέτες μεσαίου και μεγάλου κυβισμού. Ο εξαερωτήρας λειτουργεί με την αρχή Βernoulli: όσο γρηγορότερα κινείται ο αέρας, τόσο πέφτει η πίεσή του. Ο σύνδεσμος ρυθμιστικής βαλβίδας (επιταχυντής) δεν ελέγχει άμεσα τη ροή του υγρού καυσίμου. Άντ' αυτού, ωθεί τους μηχανισμούς των εξαερωτήρων που μετρούν τον απορροφώμενο στη μηχανή αέρα. Η ταχύτητα αυτής της ροής, και επομένως η πίεσή της, καθορίζει το ποσό καυσίμων που εγχύεται στο ρεύμα αέρος.Οι εξαερωτήρες είναι είτε με:σταθερό venturi , στο οποίο η ταχύτητα αέρα venturi αλλάζει τη ροή καυσίμων. Αυτή η αρχιτεκτονική υιοθετείται στους περισσότερους εξαερωτήρες καθοδικής φοράς που βρίσκονται σε αμερικάνικα αυτοκίνητα και μερικά ιαπωνικά αυτοκίνητα.μεταβλητό venturi, στο οποίο το αεριωθούμενο άνοιγμα καυσίμων ποικίλλει.Στους εξαερωτήρες «σταθερής κατάθλιψης», αυτό γίνεται από ένα κενό χρησιμοποιημένο έμβολο που συνδέεται με μια εκλεπτυσμένη βελόνα που γλιστρά μέσα στο σωλήνα καυσίμων. Μια απλούστερη έκδοση υπάρχει, όπου τον συναντούμε συνηθέστερα στις μικρές μοτοσικλέτες και τα μοτοποδήλατα, όπου η βελόνα ελέγχεται άμεσα από τη θέση ρυθμιστικών βαλβίδων. Αυτοί οι τύποι εξαερωτήρων είναι συνήθως εξοπλισμένοι με αντλίες επιτάχυνσης για να αποκαταστήσουν μια τυχούσα ανεπάρκεια του συστήματος. Ο πιο κοινός εξαερωτήρας μεταβλητού venturi (σταθερή κατάθλιψη) είναι ο εξαερωτήρας SU πλάγιας φοράς και τα παρόμοια πρότυπα από Hitachi, Zenith - Stromberg και άλλους κατασκευαστές. Το γεγονός ότι η βρετανικός τόπος κατασκευής του SU και των επιχειρήσεων Zenith - Stromberg βοήθησε αυτούς τους εξαερωτήρες να ανέλθουν σε μια κυρίαρχη θέση στην αγορά βρετανικών αυτοκινήτων, αν και τέτοιοι εξαερωτήρες χρησιμοποιήθηκαν επίσης πολύ ευρέως σε Volvo και σε άλλες μη Βρετανικές κατασκευές. Άλλα παρόμοια σχέδια χρησιμοποιούνται σε μερικά ευρωπαϊκά αυτοκίνητα και μερικά ιαπωνικά αυτοκίνητα. Αυτοί οι εξαερωτήρες αναφέρονται επίσης ως «σταθερής ταχύτητας» ή «σταθερού κενού» εξαερωτήρες. Μια ενδιαφέρουσα παραλλαγή ήταν ο εξαερωτήρας VV της Ford (μεταβλητό venturi), που ήταν ουσιαστικά ένας σταθερού venturi εξαερωτήρας (χωρίς βελονοειδή βαλβίδα) αλλά με μια αρθρωμένη και μια κινητή πλευρά venturi για να προκαλεί στένωση στο λαιμό στις χαμηλές στροφές και διέυρυνσή του στις υψηλές στροφές. Αυτό εξασφάλισε την καλή μίξη και τη ροή αέρος ανεξάρτητα από την ταχύτητα περιστροφής της μηχανής. Μερικά μοντέλα της Ford Capri εξοπλίστηκαν με VV εξαερωτήρες.Ο εξαερωτήρας πρέπει κάτω από όλες τις συνθήκες λειτουργίας της μηχανής να:μετρά τη ροή αέρος στη μηχανής. παραδίδει τη σωστή ποσότητα καυσίμου για να κρατηθεί το μίγμα καυσίμου / αέρα στο κατάλληλο επίπεδο (ρυθμιζόμενο για παράγοντες όπως η θερμοκρασία). αναμιγνύει και τα δύο ομοιόμορφα. Αυτή η εργασία θα ήταν απλή εάν ο αέρας και η βενζίνη (βενζίνη) ήταν ιδανικά ρευστά. Στην πράξη, εντούτοις, οι αποκλίσεις τους από την ιδανική συμπεριφορά λόγω του ιξώδους, της ρευστής έλξης, της αδράνειας, κ.λπ. απαιτούν πολύπλοκες ρυθμίσεις για να αντισταθμίσουν με τις εξαιρετικά υψηλές ή χαμηλές ταχύτητες μηχανών. Ένας εξαερωτήρας πρέπει να παρέχει το κατάλληλο μίγμα καυσίμου - αέρα ανεξάρτητα από ένα ευρύ φάσμα των περιβαλλοντικών θερμοκρασιών, ατμοσφαιρικών πιέσεων, ταχυτήτων μηχανών και φορτίων και φυγοκεντρικών δυνάμεων σε διάφορες καταστάσεις όπως:ψυχρή εκκίνηση.θερμή εκκίνηση.χαμηλή ταχύτητα.επιτάχυνση.υψηλή ταχύτητα (υψηλή δύναμη με πλήρώς ανοιχτή τη ρυθμιστική βαλβίδα) με μερικώς ανοιχτή τη ρυθμιστική βαλβίδα.Επιπλέον, οι σύγχρονοι εξαερωτήρες απαιτούνται να το κάνουν αυτό διατηρώντας τα ποσοστά εκπομπών ρύπων χαμηλά. Για να λειτουργήσουν σωστά υπό όλους αυτούς τους όρους και για να υποστηρίζουν διαφορετικούς τρόπους λειτουργίας,, οι περισσότεροι εξαερωτήρες περιέχουν ένα σύνθετο σύνολο μηχανισμών αποκαλούμενο κύκλωμα.Ένας εξαερωτήρας αποτελείται βασικά από έναν ανοικτό σωλήνα, έναν «λαιμό» ή «βαρέλι», μέσω του οποίου ο αέρας περνά στην πολλαπλή εισαγωγής της μηχανής. Ο σωλήνας είναι υπό μορφή venturi που στενεύει σε ένα τμήμα του και διευρύνεται έπειτα πάλι, προκαλώντας την αύξηση της ταχύτητας της ροής του αέρα στο στενότερο μέρος. Κάτω από τον σωλήνα venturi είναι μια βαλβίδα με μια πεταλούδα αποκαλούμενη ρυθμιστική βαλβίδα. Ένας περιστρεφόμενος δίσκος που μπορεί να πάρει θέση κατά μήκος της ροής του αέρα, ώστε να επιτρέπει την πλήρη εισροή του αέρα, ή μπορεί να περιστραφεί έτσι ώστε (σχεδόν) εντελώς να σταματά τη ροή του αέρα. Αυτή η βαλβίδα ελέγχει τη ροή του αέρα μέσω του λαιμού του εξαερωτήρα και έτσι την ποσότητα μίγματος αέρα / καυσίμου που το σύστημα θα εφοδιάσει τον κινητήρα, ρυθμίζοντας με αυτόν τον τρόπο τη δύναμη και την ταχύτητά του. Η ρυθμιστική βαλβίδα συνδέεται, συνήθως μέσω ενός καλωδίου ή ενός μηχανικού συνδέσμου ράβδων και ενώσεων ή σπάνια με πνευματική σύνδεση, με το πεντάλ του γκαζιού σε ένα αυτοκίνητο ή τον ισοδύναμο έλεγχο σε άλλα οχήματα ή μηχανήματα.Τα καύσιμα εισάγονται στο ρεύμα αέρα μέσω των μικρών τρυπών στο στενότερο μέρος venturi. Η ροή καυσίμων ανταποκρινόμενη σε μια συγκεκριμένη τιμή πτώσης πίεσης venturi, ρυθμίζεται με τη βοήθεια των ακριβώς βαθμονομημένων στομίων, τα οποία λέγονται jets, στην διαδρομή των καυσίμων.Κύκλωμα ρελαντί.Όπως η ρυθμιστική βαλβίδα ανοίγει ελαφρώς από την πλήρως κλειστή θέση, το πιάτο της ρυθμιστικής βαλβίδας ξεσκεπάζει πρόσθετες τρύπες εφοδιασμού καυσίμων που βρίσκονται πίσω της. Εκεί υπάρχει μια περιοχή χαμηλής πίεσης που δημιουργείται από το φράξιμο της ροής του αέρα από το πιάτο της ρυθμιστικής βαλβίδας. Αυτό επιτρέπει την εισροή σε περισσότερη ποσότητα καύσιμου αντισταθμίζοντας το μειωμένο κενό που δημιουργείται όταν ανοίγει η ρυθμιστική βαλβίδα, κάνοντας, κατά συνέπεια, ομοιόμορφη τη μετάβαση στη δοσολογία της ροής του καυσίμου μέσω του κανονικού ανοικτού κυκλώματος της ρυθμιστικής βαλβίδας.Κύριο κύκλωμα ανοικτής ρυθμιστικής βαλβίδας.Καθώς η ρυθμιστική βαλβίδα ανοίγει σταδιακά, το πολλαπλό κενό μειώνεται, δεδομένου ότι υπάρχει λιγότερος περιορισμός στη ροή αέρος, που μειώνει τη ροή μέσω του ρελαντί. Αυτό εμφανίζεται όπου ξεκινά να επηρεάζει η venturi μορφή του λαιμού των εξαερωτήρων, λόγω της αρχής Bernoulli (δηλ. καθώς η ταχύτητα αυξάνεται, η πίεση πέφτει). Ο σωλήνας Venturi αυξάνει την ταχύτητα αέρα, και αυτή η υψηλή ταχύτητα σε συνδυασμό με την χαμηλή πίεση που δημιουργείται, απορροφά καύσιμο μέσω του ρεύματος αέρος από ένα ακροφυσίο ή περισσότερα ακροφύσια που βρίσκονται στο κέντρο του σωλήνα venturi. Μερικές φορές ένας ή περισσότεροι πρόσθετοι «συμπληρωματικοί» σωλήνες venturi τοποθετούνται μέσα στον αρχικό σωλήνα venturi για να αυξήσουν την επίδραση. Όπως η ρυθμιστική βαλβίδα είναι κλειστή, η ροή αέρος μέσω του σωλήνα venturi μειώνεται έως ότου η χαμηλωμένη πίεση να είναι ανεπαρκής να διατηρήσει την ροή καυσίμου, και το κύκλωμα ρελαντί αναλαμβάνει πάλι, όπως περιγράφεται ανωτέρω.Δυναμική βαλβίδα.Για την ανοικτή λειτουργία ρυθμιστικής βαλβίδας ένα πλουσιότερο μίγμα θα παράγει περισσότερη δύναμη, θα αποτρέψει την εκπυρσοκρότηση, και θα κρατήσει τον κινητήρα ψυχρότερο. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με μια «δυναμική βαλβίδα» εφοδιασμένη με ελατήριο, η οποία κρατιέται κλειστή από το κενό του κινητήρα. Όπως ανοίγει η ρυθμιστική βαλβίδα, το κενό του κινητήρα μειώνεται και το ελατήριο ανοίγει τη βαλβίδα για να αφήσει να περάσουν περισσότερα καύσιμα στο κύριο κύκλωμα. Η λειτουργία της δυναμικής βαλβίδας που εμφανίζει ο δίχρονος κινητήρας είναι η αντίστροφη της κανονικής - είναι κανονικά ανοιχτή και σε καθορισμένες στροφές κλείνει. Ενεργοποιείται στις υψηλές στροφές για να επεκτείνει το όριο περιστροφής του κινητήρα, επιτρέποντας σε ένα δίχρονο κινητήρα να περιστρέφεται υψηλότερα προς στιγμήν όταν το μίγμα είναι αδύνατο.Αντλία επιτάχυνσης.Η μεγαλύτερη αδράνεια που έχει η υγρή βενζίνη, έναντι του αέρα, σημαίνει ότι εάν η ρυθμιστική βαλβίδα ανοίγει ξαφνικά, η ροή αέρος θα αυξηθεί γρηγορότερα από τη ροή του καυσίμου, προκαλώντας μια προσωρινή «κατάσταση αδυναμίας» που αναγκάζει τη μηχανή να εμφανίσει αδυναμία κατά την επιτάχυνση (το αντίθετο από αυτό που κανονικά προορίζεται να συμβεί όταν ανοίγει η ρυθμιστική βαλβίδα). Αυτό αντιμετωπίζεται με την χρήση μιας μικρής μηχανικής αντλίας, συνήθως είτε τύπου «δύτη» είτε τύπου διαφραγμάτων που ωθείται από τη σύνδεση της ρυθμιστικής βαλβίδας, η οποία ωθεί ένα μικρό ποσό βενζίνης μέσω ενός σωλήνα, απ' όπου γίνεται έγχυση στο λαιμό του εξαερωτήρα. Αυτό το πρόσθετο ποσό καυσίμου επιδρά στην παροδική αδυναμία του κινητήρα. Οι περισσότερες αντλίες επιτάχυνσης είναι ρυθμισμένες κατά τον όγκο ή και κατά κάποιο τρόπο κατά τη διάρκεια. Τελικά τα σφραγίσματα γύρω από τα κινούμενα μέρη της αντλίας κείνται έτσι ώστε η παραγωγή της αντλίας μειώνεται. Αυτή η μείωση του ποσού που η αντλία επιτάχυνσης τροφοδοτεί προκαλεί αδυναμία κατά την επιτάχυνση μέχρι τα σφραγίσματα στην αντλία να ανοίξουν.Η αντλία επιτάχυνσης χρησιμοποιείται επίσης για να τροφοδοτήσει τη μηχανή με καύσιμο πριν από μια ψυχρή εκκίνηση. Υπερβολική τροφοδότηση, όπως μια εσφαλμένα-ρυθμισμένη έμφραξη, μπορεί να προκαλέσει «πλημμύρα» καυσίμου. Αυτό συμβαίνει όταν υπάρχει μεγάλη ποσότητα καύσιμου και όχι αρκετός αέρας για να υποστηρίξει την καύση. Για αυτόν τον λόγο, οι εξαερωτήρες είναι εξοπλισμένοι με έναν «μηχανισμό πλήρους πλήρωσης»: Ενώ ο επιταχυντής κρατιέται στην πλήρη έκταση της διαδρομής του και η μηχανή είναι σε σύμπλεξη, ο μηχανισμός πλήρους πλήρωσης κρατά την έμφραξη ανοικτή, αναγνωρίζει τον πρόσθετο αέρα, και τελικά το υπερβολικό καύσιμο μένει έξω και ο κινητήρας εκκινεί.Έμφραξη.Όταν η μηχανή είναι κρύα, το καύσιμο ατμοποιείται δυσκολότερα και τείνει να συμπυκνωθεί στα τοιχώματα στην πολλαπλή εισαγωγής, μη τροφοδοτώντας επαρκώς τους κυλίνδρους του κινητήρα και καθιστώντας δύσκολη την εκκίνησή του, κατά συνέπεια, απαιτείται ένα πλουσιότερο μίγμα (περισσότερα καύσιμα αναλογικά με τον αέρα) για να εκκινήσει και να λειτουργήσει τον κινητήρα έως ότου αυτός θερμανθεί.Για να παρέχει πρόσθετο καύσιμο, χρησιμοποιείται συνήθως μια έμφραξη. Αυτή είναι μια συσκευή που περιορίζει τη ροή του αέρα στην είσοδο του εξαερωτήρα, πριν από τον σωλήνα venturi. Με αυτόν τον περιορισμό σε ισχύ, πρόσθετο κενό αναπτύσσεται στο βαρελάκι του εξαερωτήρα, το οποίο απορροφά πρόσθετο καύσιμο μέσω του κύριου μετρικού συστήματος για να συμπληρώσει το καύσιμο που απορροφάται από τα κυκλώματα ρελαντί και ανοιχτής βαλβίδας. Αυτό παρέχει το πλούσιο μίγμα που απαιτείται για να στηρίξει τη λειτουργία στις χαμηλές θερμοκρασίες των κινητήρων.Επιπλέον, η έμφραξη συνδέεται με ένα «γρήγορο έκκεντρο ρελαντί» ή παρόμοια διάταξη που αποτρέπει το πλήρες κλείσιμο της ρυθμιστικής βαλβίδας, η οποία θα μπορούσε να σταματήσει την τροφοδοσία του σωλήνα venturi και να προκαλέσει την κακή λειτουργία του κινητήρα. Αυτό χρησιμεύει επίσης ως ένας τρόπος να ενισχυθεί η προθέρμανση του κινητήρα γρήγορα, με το να δουλεύει σε μια υψηλότερη από την κανονική ταχύτητα. Επιπλέον, αυξάνει τη ροή αέρος σε όλο το σύστημα εισαγωγής που βοηθά να ψεκάσει καλύτερα το κρύο καύσιμο.Σε παλαιότερα αυτοκίνητα με εξαερωτήρα, η έμφραξη ελεγχόταν από ένα καλώδιο που συνδεόταν με ένα μοχλό στο ταμπλό που χρησιμοποιούνταν από τον οδηγό. Στα περισσότερα αυτοκίνητα που παρήχθησαν από τα μέσα της δεκαετίας του '60 και μετά (μέσα της δεκαετίας του '50 στις Ηνωμένες Πολιτείες) αυτό συνήθως ελεγχόταν αυτόματα από ένα θερμοστάτη και με την βοήθεια ενός διμεταλλικού ελατηρίου, το οποίο ήταν εκτεθειμένο στη θερμότητα του κινητήρα. Αυτή η θερμότητα μπορούσε να μεταφερθεί στο θερμοστάτη έμφραξης μέσω της απλής μεταφοράς, ή μέσω του ψυκτικού μέσου του κινητήρα, ή μέσω του αέρα που θερμαινόταν από την εξάτμιση. Στα πιο σύγχρονα σχέδια χρησιμοποιείται η θερμότητα των κινητήρων μόνο έμμεσα: Ένας αισθητήρας ανιχνεύει τη θερμότητα του κινητήρα και τροφοδοτεί ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα μικρό στοιχείο θέρμανσης, το οποίο ενεργεί επάνω στο διμεταλλικό ελατήριο για να ελέγξει την έντασή του και με αυτόν τον τρόπο ελέγχοντας την έμφραξη. Η έμφραξη μη πλήρωσηςείναι μια ρύθμιση συνδέσμων που αναγκάζει την έμφραξη να μείνει ανοικτή ενάντια στο ελατήριό της όταν ο επιταχυντής του οχήματος είναι πλήρως πατημένος. Αυτή η παροχή επιτρέπει σε έναν υπερπληρωμένο με καύσιμο κινητήρα να καθαρίσει έτσι ώστε να εκκινήσει.Μερικοί εξαερωτήρες δεν έχουν μια έμφραξη αλλά άντ' αυτού χρησιμοποιούν ένα κύκλωμα εμπλουτισμού μιγμάτων, ή εμπλουτιστή. Κυρίως χρησιμοποιείται στις μικρές μηχανές, ειδικότερα μοτοσικλέτες. Οι εμπλουτιστές λειτουργούν με το άνοιγμα ενός δευτεροβάθμιου κυκλώματος καυσίμου κάτω από τις ρυθμιστικές βαλβίδες. Αυτό το κύκλωμα λειτουργεί ακριβώς όπως το κύκλωμα ρελαντί, και όταν ενεργοποιείται, παρέχει απλά τα πρόσθετο καύσιμο όταν κλείνει η ρυθμιστική βαλβίδα.Οι κλασικές βρετανικές μοτοσικλέτες, χρησιμοποίησαν έναν άλλο τύπο «συσκευής ψυχρής εκκίνησης», αποκαλούμενο «tickler». Αυτό είναι απλά μια συμπιεζόμενη από ένα ελατήριο ράβδος που, όταν πιέζεται, ωθεί το επιπλέον σώμα προς τα κάτω και επιτρέπει στην υπερβολική ποσότητα καύσιμου να γεμίσει ένα δοχείο που επιπλέει και να πλημμυρίσει με καύσιμο το κομμάτι της εισαγωγής. Εάν το «tickler» συγκρατούνταν πάρα πολύ πλημμύριζε επίσης και το έξω μέρος του εξαερωτήρα και το κάτω μέρος του στροφαλοφόρου άξονα, και ήταν επομένως πιθανή αιτία πυρκαγιάς.Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ κάθε κυκλώματος μπορούν επίσης να επηρεαστούν από τις διάφορες μηχανικές ή πίεσης αέρα συνδέσεις. Επίσης επηρεάζονται και από τα ευαίσθητα στη θερμότητα τμήματα και από τα ηλεκτρικά στοιχεία. Αυτά εισάγονται ως απάντηση στην αποδοτικότητα του καυσίμου ή στον έλεγχος εκπομπών ρύπων των αυτοκίνητων. Διάφορος διαρροές αέρα (συχνά επιλεγμένες από μια ακριβώς βαθμολογημένη σειρά, ομοίως στα αεριωθούμενα αεροπλάνα) επιτρέπει στον αέρα να εισρεύσει στα περάσματα του καυσίμου για να ενισχύσει την παράδοση και την πλήρωση του καυσίμου. Οι πρόσθετοι καθαρισμοί μπορούν να περιληφθούν στον συνδυασμό εξαερωτήρα – πολλαπλής εισαγωγής, ως κάποια μορφή θέρμανσης στην εξάτμιση καυσίμων ενίσχυσης.Εφοδιασμός καυσίμων.Πλωτήρες.Για να εξασφαλίσει έναν σωστό ανεφοδιασμό καυσίμου, ο εξαερωτήρας έχει ένα «πλωτήρα» (ή «κύπελλο») που περιέχει μια ποσότητα καυσίμου που έχει περίπου την ατμοσφαιρική πίεση, έτοιμη για τη χρήση. Αυτή η δεξαμενή ξαναγεμίζει συνεχώς με καύσιμο που παρέχεται από μια αντλία καυσίμου. Το σωστό επίπεδο καυσίμου στο πλωτήρα διατηρείται με τη βοήθεια μιας βαλβίδας ελέγχου επίπλευσης, με παρόμοιο τρόπο με αυτόν που υιοθετείται στα καζανάκια των τουαλετών. Όπως το καύσιμο καταναλώνεται, το επίπεδο της επίπλευσης πέφτει, και αυτό προκαλεί το άνοιγμα της βαλβίδας ελέγχου. Όταν το επίπεδο του καυσίμου αυξάνει, το επίπεδο της επίπλευσης αυξάνει και κλείνει τη βαλβίδα. Το επίπεδο του καυσίμου στο πλωτήρα μπορεί συνήθως να ρυθμιστεί, είτε από απλή διαδικασία όπως η κάμψη ενός βραχίονα με τον οποίο το επιπλέον σώμα συνδέεται. Αυτή είναι συνήθως μια κρίσιμη ρύθμιση, η ρύθμιση της οποίας υποδεικνύεται από τις γραμμές που χαράσσονται σε ένα παράθυρο στο πλωτήρα, ή με μια μέτρηση για το πόσο μακριά βρίσκεται ο πλωτήρας από την κορυφή του εξαερωτήρα όταν αποσυντίθεται, ή με κάτι παρόμοιο. ο πλωτήρας μπορεί να κατασκευαστεί από διάφορα υλικά, όπως από φύλλα ορείχαλκου που στερεοποιούνται σε μια κοίλη μορφή, ή από το πλαστικό. Οι κοίλοι πλωτήρες μπορούν να προκαλέσουν μικρές διαρροές και οι πλαστικοί μπορούν τελικά να γίνουν πορώδεις και να χάσουν την ικανότητα επίπλευσή τους. Στη κάθε περίπτωση ο πλωτήρας θα αποτύχει να επιπλεύσει, το επίπεδο καυσίμου θα είναι πολύ υψηλό, και ο κινητήρας δεν θα λειτουργεί σωστά εκτός αν ο πλωτήρας αντικατασταθεί. Η ίδια η βαλβίδα λόγω της θέσης της προσπαθεί να κλείσει διαγωνίως τη δίοδο, και έτσι αποτυγχάνει να αποκόψει εντελώς τη ροή του καύσιμου. Αυτό προκαλεί την υπερβολική ροή καυσίμου και τη κακή λειτουργία του κινητήρα. Αντιθέτως, όπως το καύσιμο εξατμίζεται από το πλωτήρα, αφήνει ιζήματα και υπολείμματα, που φράζουν τις διόδους και μπορεί να παρεμποδιστεί η λειτουργία του. Αυτό είναι πρόβλημα που το συναντούμε συγκεκριμένα στο αυτοκίνητο που χρησιμοποιείται μόνο για μέρος του έτους και που αφήνεται με τους πλωτήρες πλήρεις για μήνες. Για να περιοριστεί αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιούνται πρόσθετες ουσίες σταθεροποιητών καυσίμων.Συνήθως, οι ειδικοί σωλήνες εξόδου επιτρέπουν στον αέρα να εκρέει από τον πλωτήρα καθώς γεμίζει ή να εισρέει καθώς αδειάζει. Διατηρώντας την ατμοσφαιρική πίεση μέσα στον πλωτήρα, οι σωλήνες αυτοί επεκτείνονται συνήθως μέχρι το λαιμό του εξαερωτήρα. Η τοποθέτηση αυτών των σωλήνων είναι κρίσιμη για την παρεμπόδιση της εκροής του καύσιμου από τον εξαερωτήρα, και μερικές φορές έχουν μακρύτερο μήκος σωλήνωσης. Σημειώστε ότι έτσι διατηρείται το καύσιμο στην ατμοσφαιρική πίεση, και επομένως δεν μπορεί να περάσει από έναν λαιμό που έχει ρυθμιστεί να έχει ροή για υπερπληρωτή. Σε τέτοιες περιπτώσεις, ολόκληρος ο εξαερωτήρας πρέπει να τοποθετηθεί σε ένα αεροστεγώς κλειστό δοχείο για να λειτουργήσει. Αυτό δεν είναι απαραίτητο στις εγκαταστάσεις όπου ο εξαερωτήρας τοποθετείται πιο πάνω από τον υπερπληρωτή, και για αυτόν τον λόγο είναι το σύστημα που χρησιμοποιείται συχνότερα. Εντούτοις, αυτό οδηγεί στην πλήρωση του υπερπληρωτή με συμπιεσμένο μίγμα καυσίμου - αέρα, με μια ισχυρή τάση να εκραγεί προκαλώντας κακή λειτουργία του κινητήρα. Αυτός ο τύπος έκρηξης συναντάται συχνά στους αγώνες Dragster, στους οποίους για λόγους ασφάλειας ενσωματώνουν την πίεση απελευθερώνοντας τα πιάτα εκκένωσης στην πολλαπλή εισαγωγής, τα μπουλόνια που συγκρατούν τον υπερπληρωτή στην πολλαπλή εισαγωγής, και συγκρατητές που συγκρατούν τα νάιλον καλύμματα που καλύπτουν τους υπερπληρωτές.Εάν ο κινητήρας χρησιμοποιείται σε οποιαδήποτε κατασκευή (παραδείγματος χάριν σε ένα αλυσσοπρίονο), ο πλωτήρας δεν μπορεί να λειτουργήσει. Άντ' αυτού, χρησιμοποιείται μια αίθουσα διαφραγμάτων. Ένα εύκαμπτο διάφραγμα βρίσκεται στην μια πλευρά του δοχείου καυσίμου και ρυθμίζεται έτσι ώστε καθώς τα καύσιμα βγαίνουν από τον κινητήρα, το διάφραγμα να αναγκάζεται να κινηθεί προς το εσωτερικό από την ατμοσφαιρική πίεση. Το διάφραγμα συνδέεται με τη βελονοειδή βαλβίδα και καθώς κινείται προς το εσωτερικό, ανοίγει τη βελονοειδή βαλβίδα για να εισρεύσει περισσότερο καύσιμο, ξαναγεμίζοντας κατά συνέπεια την ποσότητα του καύσιμου καθώς καταναλώνεται. Όπως το καύσιμο ξαναγεμίζει το διάφραγμα κινείται προς τα έξω λόγω της πίεσης του καυσίμου και ενός μικρού ελατηρίου, κλείνοντας τη βελονοειδή βαλβίδα. Έτσι επιτυγχάνεται μια ισορροπημένη κατάσταση που σταθεροποιεί το επίπεδο δεξαμενής καυσίμου, το οποίο παραμένει σταθερό σε οποιοδήποτε προσανατολισμό.Εξαερωτήρες πολλαπλών σωμάτων.Ενώ οι εξαερωτήρες χαμηλής απόδοσης μπορούν να έχουν μόνο ένα «βαρέλι», ή σώμα, οι περισσότεροι εξαερωτήρες έχουν περισσότερους από έναν σωλήνες venturi, ή σώματα, συνηθέστερα δύο. Τα 4 σώματα συναντώνται στους μεγαλύτερους κινητήρες υψηλότερης απόδοσης, για να διασφαλίσουν υψηλότερο ποσό ροής αέρα. Οι εξαερωτήρες διπλού σώματος μπορούν να έχουν αρχικό και δευτερεύον βαρέλι διαφορετικών μεγεθών και βαθμονομημένα έτσι ώστε να παραδίδουν διαφορετικά μίγματα αέρα – καυσίμου. Μπορούν να ωθηθούν από το σύνδεσμο ή από το κενό του κινητήρα στις πρόσφατες κατασκευές, έτσι ώστε τα δευτεροβάθμια βαρέλια να μην αρχίζουν να ανοίγουν έως ότου τα κύρια να είναι σχεδόν εντελώς ανοικτά. Αυτό είναι ένα επιθυμητό χαρακτηριστικό το οποίο μεγιστοποιεί τη ροή αέρος μέσω του αρχικού βαρελιού στις περισσότερες ταχύτητες κινητήρων, με αυτόν τον τρόπο μεγιστοποιώντας το σημείο πίεσης από τους σωλήνες venturi, αλλά μειώνει τον περιορισμό στη ροή αέρος στις υψηλές ταχύτητες με την προσθήκη της διατομικής περιοχής για μεγαλύτερη ροή αέρος. Αυτά τα πλεονεκτήματα μπορούν να μην είναι σημαντικά στις υψηλής απόδοσης εφαρμογές όπου η λειτουργία των ρυθμιστικών βαλβίδων είναι άσχετη, και τα κύρια και δευτερεύοντα μπορούν όλα να ανοίξουν αμέσως, για απλότητα και αξιοπιστία. Επίσης, οι V κινητήρες, με δύο τράπεζες κυλίνδρων που τροφοδοτούνται από έναν ενιαίο εξαερωτήρα, μπορούν να ρυθμιστούν με δύο ίδια βαρέλια, το καθένα να εφοδιάζει από μια σειρά κυλίνδρων. Στους ευρεία γνωστό συνδυασμό V8 και εξαερωτήρα τετραπλού σώματος υπάρχουν συνήθως δύο κύρια και δύο δευτερεύοντα βαρέλια.Πολλαπλοί εξαερωτήρες μπορούν να τοποθετηθούν σε μια ενιαία μηχανή, συχνά με προοδευτικούς συνδέσμους. Τρεις εξαερωτήρες δύο σωμάτων συναντώνταν συχνά στους υψηλής απόδοσης αμερικάνικους V8, και πολλαπλοί εξαερωτήρες τεσσάρων σωμάτων συναντώνται συχνά στους κινητήρες πολύ υψηλής απόδοσης.Ρύθμιση εξαερωτήρων.Το μίγμα αέρα – καυσίμου το οποίο έχει μεγάλη ποσότητα καυσίμου αναφέρεται ως πλούσιο . Το μίγμα αέρα – καυσίμου το οποίο έχει μικρή ποσότητα καυσίμου αναφέρεται ως φτωχό . Σε έναν εξαερωτήρα αυτοκινήτου, το μίγμα ρυθμίζεται κανονικά με μια ή περισσότερες βελονοειδείς βαλβίδες. Στα αεροσκάφη που είναι εφοδιασμένα με κινητήρα με έμβολα, ρυθμίζεται από έναν μοχλό που χρησιμοποιείται από τον πιλότο (δεδομένου ότι το μίγμα εξαρτάται από την πυκνότητα του αέρα (ύψος)). Ο (στοιχειομετρικός) αέρας στην αναλογία βενζίνης είναι 14.7:1, σημαίνοντας ότι για κάθε μονάδα της βενζίνης, θα καταναλωθούν 14,7 μονάδες του αέρα. Το στοιχειομετρικό μίγμα είναι διαφορετικό για άλλα καύσιμα εκτός από τη βενζίνη. Η ρύθμιση εξαερωτήρων μπορεί να ελεγχθεί με τη μέτρηση του μονοξειδίου άνθρακα, του υδρογονάνθρακα, και της περιεκτικότητας σε οξυγόνο των εξατμιζόμενων αερίων. Το μίγμα μπορεί επίσης να αξιολογηθεί από την κατάσταση και το χρώμα που έχει ο σπινθηριστής: μαύρες και ξηρές ακίδες σπινθηριστών μαρτυρούν ένα πάρα πολύ πλούσιο μίγμα, άσπρα με ανοικτό γκρι κατάλοιπα στις ακίδες σπινθηριστών μαρτυρούν ένα αδύνατο μίγμα. Το σωστό χρώμα πρέπει να είναι ένα καφετί - γκρίζο.Στις αρχές της δεκαετίας του '80, πολλά οχήματα στην αμερικανική αγορά χρησιμοποιούσαν ειδικούς εξαερωτήρες «ανατροφοδότησης» που μπορούσαν να αλλάξουν το βασικό μίγμα ανταποκρινόμενοι σε σήματα από έναν αισθητήρα οξυγόνου εξατμιζόμενων αερίων. Χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για να ρίξουν το κόστος (δεδομένου ότι λειτούργησαν αρκετά καλά να καλύψουν τις απαιτήσεις εκπομπών ρύπων της δεκαετίας του '80 και βασίστηκαν στα υπάρχοντα σχέδια εξαερωτήρων), αλλά τελικά εξαφανίστηκαν γιατί έπεφταν οι τιμές των υλικών και τα επίπεδα εκπομπών ρύπων έγιναν αυστηρότερα σταθεροποιώντας ουσιαστικά την έγχυση καυσίμων σε μια συγκεκριμένη τιμή.Εφευρέθηκε από τους Ούγγρους επιστήμονες Donαt Bαnkiκαι Jαnos Csonkaτο 1893. Ο Frederick William Lanchester του Μπέρμιγχαμ της Αγγλία που πειραματίστηκε αρχικά με τον εξαερωτήρα φυτιλιών στα αυτοκίνητα. Το 1896 Frederick και ο αδελφός του έφτιαξαν το πρώτο βενζινοκίνητο αυτοκίνητο στην Αγγλία, το οποίο είχε ένα μονοκύλινδρο κινητήρα εσωτερικής καύσεως 5 HP (4 kW) με αλυσσοκίνηση. Δυσαρεστημένοι με την απόδοση και τη δύναμη, ξανάφτιαξαν τη μηχανή την επόμενη χρονιά σε μια οριζόντια αντιταγμένη έκδοση δύο κυλίνδρων χρησιμοποιώντας ένα νέο σχέδιο εξαερωτήρων με φυτίλι. Αυτή η έκδοση ολοκλήρωσε επιτυχώς το 1900 ένα ταξίδι 1.000 μιλίων (1600 χλμ) καθιστώντας τον εξαερωτήρα ως σημαντικό βήμα προς τα εμπρός εφαρμοσμένη μηχανική της αυτοκίνησης.Οι πρώτοι εξαερωτήρες ήταν γνωστοί σαν εξαερωτήρες επιφανείας. Οι εξαερωτήρες αυτοί λειτουργούσαν πολύ απλά, με αναρρόφηση αέρα πάνω από την επιφάνεια του καυσίμου και πετύχαιναν έτσι την ανάμιξη των ατμών του καυσίμου, που προέκυπταν με τον αέρα. Αποτέλεσμα ήταν ο σχηματισμός ενός μίγματος καυσίμου, το οποίο τροφοδοτούνταν στη μηχανή. Στη συνέχει αναπτύχθηκαν οι εξαερωτήρες με φυτίλι. Οι εξαερωτήρες αυτοί βασίζονταν στην ίδια αρχή λειτουργίας με τον προηγούμενο τύπο, με την διαφορά ότι η αναρρόφηση του αέρα γινόταν από φυτίλια, που το ένα άκρο τους ήταν εμβαπτισμένο μέσα στο καύσιμο. Το φυτίλι εμποτιζόταν με το καύσιμο, το οποίο στη συνέχεια σε μορφή ατμού παρασυρόταν από το ρεύμα του αέρα. Για την υποβοήθηση της εξατμίσεως χρησιμοποιείτο θερμός αέρας από τη μηχανή. Αργότερα χρησιμοποιήθηκαν διάφορες παραλλαγές των δύο προηγούμενων τύπων.Ο λέξη εξαερωτήρας προέρχεται από το γαλλικό carbure, που σημαίνει «καρβίδιο». Εξαέρωση είναι να συνδυάζεται με τον άνθρακα. Στη χημεία καυσίμων, ο όρος έχει την έννοια της αυξημένης περιεκτικότητας σε άνθρακα (και επομένως σε ενέργεια) καυσίμων, με τη μίξη της με πτητικούς υδρογονάνθρακες. Εξαερωτήρες βρίσκονται ακόμα στις μικρές μηχανές και στα παλαιότερα ή εξειδικευμένα αυτοκίνητα όπως εκείνα που σχεδιάζονται για αγώνες αυτοκινήτων. Εντούτοις, το σύστημα ψεκασμού καυσίμων, που πρωτοεμφανίστηκε προς το τέλος της δεκαετίας του '50 και που εμπορευματοποιήθηκε επιτυχώς στις αρχές της δεκαετίας του '70, είναι τώρα η συνιστώμενη μέθοδος έγχυσης καυσίμων. Η πλειοψηφία των μοτοσικλετών έχει εξαερωτήρες βασισμένους στο χαμηλό κόστος αλλά και από το 2005 πολλά νέα πρότυπα εισάγονται με την έγχυση καυσίμων.Οι περισσότεροι (σε αντιδιαστολή με τον ψεκασμό) κινητήρες έχουν έναν ενιαίο εξαερωτήρα, εν τούτοις μερικοί κινητήρες χρησιμοποιούν πολλαπλούς εξαερωτήρες. Οι παλαιότερες μηχανές χρησιμοποιούσαν ανοδικής φοράς εξαερωτήρες, όπου ο αέρας εισάγεται από κάτω μέρος του εξαερωτήρα και βγαίνει μέσω της κορυφής.Αυτό είχε το πλεονέκτημα να μη «πνίγεται» ποτέ η μηχανή, δεδομένου ότι οποιαδήποτε σταγονίδια υγρού καυσίμου θα έβγαιναν από τον εξαερωτήρα αντί να πηγαίνουν στην πολλαπλή εισαγωγής. Προχώρησαν επίσης στη χρήση ενός αεροκαθαριστήρα πετρελαίου, όπου μια δεξαμενή πετρελαίου, εφοδιασμένη με ένα πλέγμα στο ανοιχτό της μέρος, βρίσκονταν κάτω από τον εξαερωτήρα. Υπήρχε απορρόφηση του αέρα ο οποίος έμπαινε στο πετρέλαιο, μέσω του πλέγματος. Αυτό ήταν ένα αποτελεσματικό σύστημα σε μια περίοδο όπου δεν υπήρχαν τα χάρτινα φίλτρα αέρα.Αρχίζοντας από το τέλος της δεκαετίας του '30, οι καθοδικής φοράς εξαερωτήρες ήταν ο δημοφιλέστερος τύπος εξαερωτήρα για χρήση σε αυτοκίνητα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Στην Ευρώπη, οι εξαερωτήρες πλάγιας φοράς αντικατέστησαν τους ανοδικής φοράς εξαερωτήρες καθώς ο ελεύθερος χώρος στην περιοχή των κινητήρων μειώθηκε και η χρήση του εξαερωτήρα τύπου SU (και παρόμοιων από άλλους κατασκευαστές) αυξήθηκε. Μερικοί μικροί κινητήρες αεροσκαφών με προπέλα χρησιμοποιούν ακόμα ανοδικής φοράς εξαερωτήρα, εντούτοις πολλοί χρησιμοποιούν πιο σύγχρονες κατασκευές όπως ο σταθερός εξαερωτήρας ταχύτητας (CV) Bing(TM).Καταλυτικοί εξαερωτήρες.Ένας καταλυτικός εξαερωτήρας αναμιγνύει τους καπνούς των καυσίμων με το νερό και τον αέρα παρουσία των θερμαινόμενων καταλυτών όπως το νικέλιοή ο λευκόχρυσος. Αυτό διασπά τα καύσιμα σε μεθάνιο, σε αλκοόλη, και άλλα «ελαφρότερα» καύσιμα. Ο αρχικός καταλυτικός εξαερωτήρας εισήχθη για να επιτρέπει στους αγρότες να κινούν τα τρακτέρ με τροποποιημένη και εμπλουτισμένη κηροζίνη. Ο αμερικανικός στρατός χρησιμοποίησε επίσης τους καταλυτικούς εξαερωτήρες με μεγάλη επιτυχία στον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο, στην εκστρατεία στις βόρειες αφρικανικές έρημους.Ενώ οι καταλυτικοί εξαερωτήρες έγιναν εμπορικά διαθέσιμοι στις αρχές της δεκαετίας του '30, δύο σημαντικοί παράγοντες περιόρισαν τη διαδεδομένη δημόσια χρήση τους. Κατ' αρχάς, η προσθήκη των πρόσθετων ουσιών στην βενζίνη του εμπορίου τους κατέστησε ακατάλληλους για χρήση σε μηχανές με καταλυτικούς εξαερωτήρες (ο τετρααιθυλικός μόλυβδος εισήχθη το 1932 για να προβάλει την «αντίσταση» της βενζίνης στην «αυθόρμητη» καύση, επιτρέποντας, με αυτόν τον τρόπο τη χρήση υψηλότερων αναλογιών συμπίεσης). Δευτερευόντως, το οικονομικό πλεονέκτημα στην χρήση της κηροζίνης σε σχέση με τη βενζίνη εξασθένισε στη δεκαετία του '30, εξαφανίζοντας το αρχικό πλεονέκτημα του καταλυτικού εξαερωτήρα.Ζάντα (ελληνική ορολογία «σώτρον») είναι η κυκλική μεταλλική σύνθετη στεφάνη στην οποία προσαρτάται το ελαστικό ενός τροχοφόρου οχήματος.Τα χαρακτηριστικά της ζάντας εξαρτώνται από τον τύπο του τροχοφόρου στο οποίο θα προσαρμοστεί.Διάμετρος: Η απόσταση μεταξύ κέντρου και ενός σημείου του άκρου χείλους της στεφάνης.Πλάτος: Η απόσταση μεταξύ των δύο ακραίων χειλέων της στεφάνης.Τύπος: Εξαρτάται από τον τύπο του οχήματος. Τα μικρά οχήματα έχουν ζάντα σταθερών χειλέων, ανάμεσα στα οποία στερεώνονται τα άκρα του ελαστικού, ενώ στα μεγαλύτερα και βαρύτερα οχήματα η ζάντα μπορεί να είναι "σπαστή", δηλαδή να αποτελείται από επιμέρους τμήματα, όπως η βάση, η οποία προσαρμόζεται στην πλήμνη του άξονα και αφαιρούμενες πλευρές. Ο τύπος της ζάντας εξαρτάται, επίσης, και από τον τύπο του ελαστικού, που καλείται να στηρίξει (με ή χωρίς επίσωτρο (σαμπρέλα), ακτινωτό (radial) ή συμβατικό κτλ).Υλικό κατασκευής: Εξαρτάται από την χρήση του οχήματος. Το υλικό κατασκευής είναι, συνήθως, χάλυβας. Σε κατασκευές υψηλών επιδόσεων, όπου το αναρτώμενο βάρος επηρεάζει σημαντικά τις δυνατότητες του οχήματος, οι ζάντες κατασκευάζονται από κράματα αργιλίου ή, σε σπανιότερες περιπτώσεις, από ανθρακονήματα.Η ορθή επιλογή ζάντας (και του ανάλογου ελαστικού) είναι σημαντικότατη για την ευστάθεια του οχήματος και, κατά συνέπεια, για την ασφάλεια που παρέχει όταν κινείται. Πολύ στενή ζάντα μπορεί να προκαλέσει παραμόρφωση του ελαστικού σε στροφές με υψηλή ταχύτητα και, ιδιαίτερα επικίνδυνα, ελαττώνει την πρόσφυση κατά την πέδηση (φρενάρισμα). Η πολύ φαρδιά ζάντα προκαλεί κραδασμούς και δονήσεις στο όχημα, καταστρέφοντας, παράλληλα, και την γεωμετρία των αναρτήσεών του λόγω υψηλότερου αναρτώμενου βάρους. Σε χαμηλές ταχύτητες αυξάνει, επίσης, την κατανάλωση (λόγω αυξημένων τριβών) και την άνεση κύλισης.Σχέδιο μπουλονιών.Το σχέδιο μπουλονιών είναι ο αριθμός μπουλονιών με τα οποία η ζάντα στερεώνεται στην πλήμνη. Δεδομένου ότι τα μπουλόνια θα χωριστούν κατά ομοιόμορφα διαστήματα, ο αριθμός καθορίζει το σχέδιό τους. Τα περισσότερα μικρά αυτοκίνητα έχουν 4 μπουλόνια (εξαιρετικά σπάνια μόνο 3), ενώ τα μεγαλύτερα μοντέλα έχουν 5 μπουλόνια, αν και ορισμένα τεράστια SUV (τζιπ) φτάνουν τα 6.Κύκλος μπουλονιών.Ο κύκλος μπουλονιών είναι ο (νοητός) κύκλος που καθορίζεται από τις θέσεις των μπουλονιών. Το κέντρο κάθε μπουλονιού βρίσκεται στην περιφέρεια του κύκλου αυτού. Σημαντικό μέγεθος είναι η διάμετρος του κύκλου αυτού, που εκφράζεται συνήθως σε χιλιοστά ή ίντσες. Για αυτοκίνητα 4 ή 6 μπουλονιών αυτή η απόσταση είναι η απόσταση μεταξύ του κέντρου δύο διαμετρικά απέναντι μπουλονιών. Στην εικόνα 4 μπουλονιών αυτό θα ήταν η απόσταση μεταξύ των οπών #1 και # 4.Κάποια βασική γεωμετρία απαιτείται για να βρεθεί το κέντρο ενός σχεδίου 5 μπουλονιών: σύρετε μια γραμμή μεταξύ οποιωνδήποτε δύο γειτονικών μπουλονιών, και σύρετε μία γραμμή από αυτήν την γραμμή στο αντίθετα ευρισκόμενο μπουλόνι. Επαναλάβετε με ένα διαφορετικό σύνολο τριών μπουλονιών και οι δύο μακρές γραμμές θα διασταυρωθούν στο κέντρο. Με αυτόν τον τρόπο, μετρώντας την απόσταση μεταξύ αυτού του σημείου και του κέντρου ενός μπουλονιού, βρίσκουμε την ακτίνα του κύκλου μπουλονιών.Αυτή η μέτρηση είναι επίσης γνωστή ως «pitch circle diameter» ή PCD και οι πιό κοινές τιμές PCD είναι 100 χιλιοστά και 114,3 χιλιοστά. Αυτή η διαφορά προκύπτει από τη σύμβαση μέτρησης των κατασκευαστών - αν εφαρμόζουν μετρικές τιμές (100 χιλιοστά) ή αγγλοσαξονικές μονάδες μέτρησης (4,5 ίντσες, δηλαδή 114,3 χιλιοστά).Η ζώνη ασφαλείας είναι ένας μηχανισμός που προστατεύει τους επιβάτες οχημάτων, όταν τα οχήματα αυτά αλλάξουν απότομα ταχύτητα, όπως π.χ. σε σύγκρουση λόγω ατυχήματος. Οι ζώνες ασφαλείας χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα, λεωφορεία και αεροπλάνα.Στα αυτοκίνητα χρησιμοποιούνται ζώνες τριών σημείων, ενώ στα αεροπλάνα χρησιμοποιούνται ζώνες δύο σημείων για τους επιβάτες και τεσσάρων σημείων για το πλήρωμα. Σε πολλά αυτοκίνητα αγώνων υπάρχουν ζώνες έξι σημείων.Οι πρώτες ζώνες ασφαλείας χρησιμοποιήθηκαν σε αεροσκάφη το 1913 και μπήκαν σε ευρεία χρήση το 1930. Το 1959, έγιναν μέρος του στάνταρ εξοπλισμού αυτοκινήτου από την αυτοκινητοβιομηχανία Volvo. Στην Ευρώπη, η Γαλλία έκανε υποχρεωτική την χρήση της ζώνης ασφαλείας στα μπροστινά καθίσματα εκτός πόλης το 1973, στις αστικές περιοχές την νύχτα το 1975, συνολικά το 1979 και στα πίσω καθίσματα το 1990. Επίσης, η Σουηδία έκανε υποχρεωτική την χρήση τους στα μπροστινά καθίσματα το 1975 και στα πίσω καθίσματα το 1986. Από το 1993 είναι υποχρεωτικό σε όλη την Ευρώπη να υπάρχουν ζώνες ασφαλείας για όλες τις θέσεις στα αυτοκίνητα.Οι ζώνες ασφαλείας ελαττώνουν σημαντικά τον κίνδυνο θανάτου ή σοβαρού τραυματισμού. Επίσης, πρέπει να τονιστεί η αναγκαιότητα χρήσης τους και στα πίσω καθίσματα. Ιδιαίτερα μάλιστα για τις μετωπικές προσκρούσεις, οι μελέτες δείχνουν ότι αν οι πίσω επιβάτες δεν φορούν ζώνη, τότε εκτοξεύονται μπροστά, συνθλίβοντας τους μπροστινούς και σχεδόν 5-πλασιάζουν τον κίνδυνο θανάτου για τους μπροστινούς που τις φορούν.Στην Βόρεια Αμερική, από τις αρχές της δεκαετίας του 1970 τοποθετήθηκε σε όλα τα αυτοκίνητα ένα σύστημα υπενθύμισης χρήσης της ζώνης ασφαλείας για τους επιβάτες που κάθονται μπροστά. Το σύστημα αυτό αποτελείται από:Ένα κόκκινο φωτάκι στον πίνακα οργάνων που ανάβει για όσο δεν «κλειδώνει» η ζώνη και Έναν βομβητή, ο οποίος εκπέμπει έντονο ήχο για αρκετά λεπτά.Ζώνη ασφαλείας.Στην Ευρώπη και άλλες ηπείρους, το σύστημα αυτό άρχισε να εμφανίζεται κατά την δεκαετία του 1990 και σήμερα υπάρχει στα περισσότερα καινούρια μοντέλα.Το Ηλεκτρικό Αυτοκίνητο (HΑ) χρησιμοποιεί την ηλεκτρική ενέργεια που αποθηκεύεται σε επαναφορτιζόμενες συστοιχίες συσσωρευτών. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν ηλεκτρικούς κινητήρες αντί των μηχανών εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ).Αντιθέτως, τα αυτοκίνητα που χρησιμοποιούν και τα δύο (ηλεκτρικές μηχανές και ΜΕΚ) καλούνται υβριδικά αυτοκίνητα και συνήθως δεν θεωρούνται καθαρά HΑ. Τα αυτοκίνητα με τις μπαταρίες που μπορούν να φορτιστούν και να χρησιμοποιηθούν χωρίς ΜΕΚ καλούνται «βυσματωτά» ηλεκτρικά οχήματα, και είναι καθαρά HΑ, ενώ δεν καταναλώνουν καύσιμα.Τα HΑ είναι συνήθως αυτοκίνητα, ελαφριά φορτηγά, ποδήλατα, ηλεκτρικά μηχανικά δίκυκλα, μικρά οχήματα γκολφ, ανυψωτικά (forklifts) και παρόμοια. Τα HΑ ήταν μεταξύ των αυτοκινήτων που εμφανίστηκαν από τις πρώτες μέρες της αυτοκίνησης και έχουν υψηλότερο συντελεστή ενεργειακής απόδοσης από όλα τα αυτοκίνητα με μηχανές εσωτερικής καύσης.Δεν παράγουν κανενός είδους ρύπους εξάτμισης.Προκαλούν την ελάχιστη δυνατή ρύπανση σε μακροχρόνια βάση, υπό τον όρο ότι χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Υπό αυτή την προϋπόθεση, μπορούν να μετριάσουν την παγκόσμια θέρμανση που προκαλείται από το φαινόμενο του θερμοκηπίου[εκκρεμεί παραπομπή] και να μειώσουν την εξάρτηση από το πετρέλαιο.Είναι πιο αθόρυβα από τα αυτοκίνητα εσωτερικής καύσης.Επιτυγχάνουν σχεδόν σταθερή ροπή από την ακινησία έως το μέγιστο όριο στροφών λειτουργίας.Έχουν ευχέρεια να λειτουργούν σε πιο υψηλές στροφές από τους βενζινοκινητήρες, συχνά ακόμα και ως τις 14.000 στροφές / λεπτό.Έχουν χαμηλότερο κόστος σε βάθος χρόνου, καθώς δεν επηρεάζονται από την κάθε τόσο αύξηση της τιμής της βενζίνης, αλλά και λόγω του χαμηλότερου κόστους σέρβις και συντήρησης. Τα HΑ χρειάζονται πολύ λιγότερο σέρβις και συντήρηση, καθώς:Δεν απαιτούν τις τακτικές αλλαγές λαδιών.Καθώς δεν εκπέμπουν ρύπους, δεν έχουν σύστημα εξαγωγής καυσαερίων και διάταξη εξάτμισης, ούτε σιγαστήρα (σιλανσιέ) προ της εξάτμισης, ούτε καταλύτη ή φίλτρο καπνού. Δεν απαιτούν αντικατάσταση ή έστω συντήρηση σε μηχανικά μέρη, όπως σύστημα ανάφλεξης, πιστόνια, βαλβίδες ή εκκεντροφόρους, διότι στα HΑ δεν υπάρχουν, ενώ οι μηχανές εσωτερικής καύσης έχουν πάνω από 100 κινούμενα μέρη.Μπορούν να σχεδιαστούν έτσι ώστε να αυτο-φορτίζονται κατά τις επιβραδύνσεις του οχήματος (regenerative braking), βελτιώνοντας έτσι τον δείκτη κατανάλωσης.Υψηλές δαπάνες κατασκευής, με αποτέλεσμα την υψηλή τιμή πώλησης.Περιορισμένη απόσταση ταξιδιού μεταξύ κάθε επαναφόρτισης της μπαταρίας. Στο παρελθόν κάθε 60 χιλιόμετρα χρειάζονταν επαναφόρτιση. Ωστόσο, τα πιο σύγχρονα μοντέλα επιτυγχάνουν αυτονομίες που ξεκινούν από 100 έως 120 χιλιόμετρα στα αυτοκίνητα πόλης και φτάνουν στα 250 - 300 χιλιόμετρα ή και παραπάνω, σε αυτοκίνητα μεγάλης ισχύος. Το σημερινό ρεκόρ ανήκει σε ένα σπορ ηλεκτροκίνητο Tesla Roadster, που κατάφερε να διανύσει 504 χιλιόμετρα (313 μίλια) με μία μόνο φόρτιση, με μέση ταχύτητα 56 χιλιόμετρα/ώρα (35 μίλια/ώρα) και είχε 5 χιλιόμετρα (3 μίλια) ακόμα αυτονομία όταν έφτασε στον τερματισμό. Το ρεκόρ επετεύχθη στις 27 Oκτωβρίου 2009, κατά τη διάρκεια του παγκόσμιου οικολογικού διαγωνισμού Global Green Challenge, στην Αυστραλία.Μεγάλος χρόνος επαναφόρτισης, συνήθως 6 ώρες για πλήρη επαναφόρτιση. Ωστόσο, αρκετά σύγχρονα μοντέλα μπορούν να φορτιστούν κατά 80% σε χρόνο λιγότερο της 1 ώρας.Περιορισμένη διάρκεια ζωής μπαταριών, συνήθως 3 - 5 χρόνια. Παρ' όλα αυτά, για το Chevrolet Volt, η General Motors δίνει εγγύηση 8 έτη ή 100.000 μίλια (160.000 χιλιόμετρα) για τις μπαταρίες.Μία επίσης ενδιάμεση εκδοχή, είναι και τα λεγόμενα Υβριδικο-Ηλεκτρικά αυτοκίνητα (Ηybrid Εlectric vehicles). Τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούν ηλεκτρικό κινητήρα και μηχανή εσωτερικής καύσης, αλλά διαφέρουν από τα υβριδικά αυτοκίνητα στην εξής λεπτομέρεια:Τα υβριδικά αυτοκίνητα βασίζονται κατά κύριο λόγο στην μηχανή εσωτερικής καύσης (ΜΕΚ), ενώ η ηλεκτρική μηχανή ενεργοποιείται μόνο σε χαμηλές ταχύτητες μέσα στην πόλη ή συμπληρωματικά με την ΜΕΚ σε έντονη επιτάχυνση, για την παροχή επιπλέον ισχύος.Αντίθετα, τα υβριδικο-ηλεκτρικά αυτοκίνητα λειτουργούν ως καθαρά ηλεκτρικά αυτοκίνητα σε σύντομες διαδρομές και χρησιμοποιούν την ΜΕΚ μόνο για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όταν απαιτείται αύξηση της αυτονομίας.Ένα τέτοιο μοντέλο είναι το Chevrolet Volt, που λανσαρίστηκε στις ΗΠΑ στα μέσα Δεκεμβρίου του 2010. Με τις μπαταρίες του ηλεκτροκινητήρα (ισχύος 149 hp) σε πλήρη φόρτιση, μπορεί να διανύσει έως και 40 μίλια (64 χλμ), δηλαδή επαρκή απόσταση για τις καθημερινές ανάγκες του 75% των Αμερικανών, που κατά μέσο όρο διανύει 33 μίλια (53 χλμ) την ημέρα.[12] Μετά τα 40 μίλια (64 χλμ), ένας μικρός 4-κύλινδρος κινητήρας βενζίνης 1.4 L της Opel, παράγει ηλεκτρισμό και τροφοδοτεί μία γεννήτρια (ισχύος 71 hp) η οποία δίνει στο Volt αυτονομίες πάνω από 300 μίλια (483 χλμ). Θα κυκλοφορήσει και μία ευρωπαϊκή εκδοχή του Volt, το Opel Ampera.Το σύστημα ηλεκτρονικού ψεκασμού καυσίμου (electronic fuel injection, EFI) οχήματος είναι το σύγχρονο (ηλεκτρονικά ελεγχόμενο) σύστημα έγχυσης καυσίμου (ψεκασμού), το οποίο έχει αντικαταταστήσει τα παραδοσιακά μηχανικά συστήματα τροφοδοσίας καυσίμου (καρμπυρατέρ) στα τετράτροχα οχήματα και σε πολλές μοτοσικλέτες.Μέχρι την καθιέρωση των καταλυτικών αυτοκινήτων, το βασικό σύστημα τροφοδοσίας για τα αυτοκίνητα και τις μοτοσικλέτες ήταν το σύστημα με εξαερωτήρα (καρμπυρατέρ). Οι εξελίξεις όμως της σύγχρονης τεχνολογίας και οι ολοένα αυστηρότερες προδιαγραφές των χωρών για μηδενικές εκπομπές ρύπων οδήγησαν τους κατασκευαστές στα ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα ψεκασμού τα οποία, σε σχέση με τα παραδοσιακά συστήματα με καρμπυρατέρ, παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές στον τρόπο λειτουργίας.Πλεονεκτήματα συστημάτων ηλεκτρονικού ψεκασμού, έναντι των συμβατικών συστημάτων τροφοδοσίας:Ομοιόμορφο μίγμα αέρα καυσίμου σε κάθε κύλινδρο.Ακριβής έλεγχος της αναλογίας αέρα – καυσίμου, σε κάθε περιοχή στροφών λειτουργίας του κινητήρα.Συνεχείς διορθώσεις του μίγματος αέρα – καυσίμου.Αποκοπή του καυσίμου για μειωμένες εκπομπές καυσαερίων, σε διάφορες καταστάσεις του κινητήρα (πχ κατά το φρενάρισμα).Μειωμένη ειδική κατανάλωση καυσίμου που έχει ως αποτέλεσμα την πρόσθετη οικονομία καυσίμου.Μεγαλύτερη απόδοση ισχύος του κινητήρα.Μεγαλύτερη ροπή στις χαμηλές στροφές λειτουργίας του κινητήρα.Βελτιωμένη ψυχρή εκκίνηση και προθέρμανση του κινητήρα με το μπεκ ψυχρής εκκίνησης.Χαμηλότερες εκπομπές καυσαερίων.Το σημαντικότερο, ίσως, μειονέκτημα των ηλεκτρονικών συστημάτων ψεκασμού, είναι το υψηλότερο κόστος σε σχέση με τα συμβατικά συστήματα.Τα συστήματα ηλεκτρονικής έγχυσης διακρίνονται, ως προς τον τρόπο ενσωμάτωσής τους στο ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου, σε:Απλά ηλεκτρονικά συστήματα ψεκασμού, στα οποία υπάρχει μια ξεχωριστή ηλεκτρονική μονάδα για τον έλεγχο του ψεκασμού και μια άλλη για την ανάφλεξη.Τα συνδυασμένα συστήματα ανάφλεξης ψεκασμού. Στα συστήματα αυτά υπάρχει μια ηλεκτρονική μονάδα που ελέγχει και την ανάφλεξη και τον ψεκασμό, πχ τα συστήματα Motronic της εταιρείας Bosch.Ως προς τον τρόπο έγχυσης, οι δυο βασικές διατάξεις είναι:O ψεκασμός ενός σημείου ή μονός ψεκασμός (throttle body injection, TBI).Ο ψεκασμός πολλών σημείων ή πολλαπλός ψεκασμός (port fuel injection, PFI).Τα συστήματα ψεκασμού ενός σημείου (TBI) χρησιμοποιούν μια μονάδα κεντρικής ανάμιξης καυσίμου, όπως τα καρμπυρατέρ, μαζί με μια βαλβίδα ψεκαστήρα η οποία ελέγχεται με ηλεκτρονικό τρόπο. Μερικά συστήματα TBI έχουν μόνο ένα ψεκαστήρα (σε μικρούς εξακύλινδρους και οκτακύλινδρους κινητήρες, χρειάζονται δυο ψεκαστήρες). Ο ψεκαστήρας ή οι ψεκαστήρες, οι οποίοι βρίσκονται μέσα σε ένα κουτί που αντιστοιχεί με το σώμα του καρμπυρατέρ, με εντολή από τον υπολογιστή ψεκάζουν το καύσιμο, μέσα σε μια ουσιαστικά συμβατική πολλαπλή εισαγωγή. Το πλεονέκτημα του ΤΒΙ σε σχέση με το συμβατικό καρμπυρατέρ είναι ότι δεν υπάρχει σύστημα πλωτήρα (φλοτέρ), και συστήματα ρελαντί, επιτάχυνσης και κύριας μέτρησης καυσίμου, καθώς και το σύστημα απορρόφησης (τσοκ). Τα συστήματα αυτά έχουν αντικατασταθεί με ένα ακριβές σύστημα μέτρησης καυσίμου μέσω του ψεκαστήρα ή (ψεκαστήρων).Ο χρόνος λειτουργίας (ή πλάτος παλμού) στον ψεκαστήρα είναι η χρονική διάρκεια (που μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου) στην οποία ο εγχυτήρας ψεκάζει καύσιμο ή παραμένει ανοικτός. Ο χρόνος λειτουργίας του ψεκαστήρα καθορίζεται από τον μικροϋπολογιστή. Ο μικροϋπολογιστής δέχεται ηλεκτρικά σήματα από αισθητήρες οι οποίοι εποπτεύουν τις διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Αποτιμά τις πληροφορίες από τους αισθητήρες, και με βάση αυτές στέλνει σήματα στους ψεκαστήρες καυσίμου, ελέγχοντας τους παλμούς λειτουργίας και διακοπής λειτουργίας. Όταν ο κινητήρας είναι κρύος, κατά την διάρκεια της επιτάχυνσης και με μεγάλο φορτίο και το γκάζι πατημένο, αυξάνει το πλάτος του παλμού. Στο ρελαντί και με σταθερό γκάζι (κίνηση με μεγάλη σταθερή ταχύτητα) με θερμό κινητήρα, το πλάτος παλμού στον ψεκαστήρα ελαττώνεται.Η βασική διαφορά ανάμεσα στον μονό ψεκασμό και στον πολλαπλό είναι ότι ο μονός ψεκάζει πριν από την πεταλούδα γκαζιού για αυτό και χαρακτηρίζεται σαν έμμεσος ψεκασμός ενώ στον πολλαπλό ψεκασμό τα μπέκ ψεκάζουν μετά την πεταλούδα, στην πολλαπλή εισαγωγής και μάλιστα κοντά στην βαλβίδα εισαγωγής. Όπως ακριβώς ο ψεκασμός ενός σημείου βελτίωσε την παροχή καυσίμου σε σύγκριση με τα καρμπυρατέρ, έτσι και ο ψεκασμός πολλών σημείων βελτίωσε την παροχή ενός σημείου παρέχοντας ακριβής ποσότητα καυσίμου σε κάθε κύλινδρο, με αποτέλεσμα να ελαττωθούν τα προβλήματα που προκαλούν από το σχήμα της πολλαπλής εισαγωγής. Τα συστήματα ψεκασμού πολλών σημείων (PFI) χρησιμοποιούν ένα ψεκαστήρα ανά κύλινδρο. Οι ψεκαστήρες σε σύστημα ψεκασμού πολλών σημείων μπορεί να λειτουργήσουν με παλμούς σκανδαλισμού με αρκετούς διαφορετικούς τρόπους :Με ταυτόχρονο (διπλό) ψεκασμό: Στο σύστημα αυτό, όλοι οι ψεκαστήρες ανοίγουν και κλείνουν ταυτόχρονα. Οι ψεκαστήρες λαμβάνουν παλμούς λειτουργίας όλοι μαζί. Ενεργοποιούνται όλα μαζί τα μπεκ του 4χρονου βενζινοκινητήρα και ψεκάζουν μια φορά σε κάθε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα ή δυο φορές σε ένα πλήρη κύκλο λειτουργίας (720 μοίρες ), για αυτό και ονομάζεται και διπλός).Με ψεκασμό σε ομάδες ή εναλλασσόμενο (μονό ή διπλό) ψεκασμός ή ψεκασμό σε δύο γκρουπ: Στο σύστημα αυτό, αρκετοί, αλλά όχι όλοι, ψεκαστήρες λαμβάνουν παλμούς λειτουργίας και διακοπής λειτουργίας μαζί. Για παράδειγμα, ένας κινητήρας V-6 λαμβάνει εναλλάξ παλμούς για κάθε πλευρά του V. Στον εναλλασσόμενο διπλό ψεκασμό τα μπεκ ενεργοποιούνται και ψεκάζουν σε γκρουπ (ψεκασμός δύο γκρουπ), μια φορά για κάθε περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα ή δυο φορές σε ένα πλήρη κύκλο λειτουργίας (720 μοίρες).Με διαδοχικό (μονός – σε σειρά ) ψεκασμός ή ανεξάρτητος: Στο σύστημα αυτό κάθε ψεκαστήρας λαμβάνει παλμούς με την ίδια σειρά όπως και η ανάφλεξη στα μπουζί. Ο ψεκαστήρας ψεκάζει καύσιμο στον κινητήρα λίγο πριν ή μόλις ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Αυτό το είδος ψεκασμού γίνεται όλο και περισσότερο δημοφιλές επειδή βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα. Επίσης το κάθε μπεκ ψεκάζει όλη την απαιτούμενη ποσότητα μια μόνο φορά σε κάθε κύκλο λειτουργίας και μάλιστα πριν ανοίξει η βαλβίδα εισαγωγής (δηλαδή στο χρόνο εξαγωγής). Η σειρά με την οποία πραγματοποιείται ο διαδοχικός ψεκασμός είναι ίδια με την σειρά ανάφλεξης του συγκεκριμένου κινητήρα (1 – 3 – 4 – 2). Από την ιδιότητα αυτή προκύπτει και η ονομασία σε σειρά ψεκασμός.Κάθε ηλεκτρονικό σύστημα ψεκασμού αποτελείται από τρία βασικά υποσυστήματα:Υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου.Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα.Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου (αισθητήρες – εγκέφαλος).Το υποσύστημα τροφοδοσίας καυσίμου παρέχει το απαιτούμενο καύσιμο με πίεση (πχ 2,5 bar) και αποτελείται από τα εξής μέρη :Δοχείο καυσίμου (ρεζερβουάρ).Φίλτρο καυσίμου.Ηλεκτρική αντλία καυσίμου.Διακλαδωτήρας σωληνώσεων των μπέκ (για πολλαπλό ψεκασμό μόνο).Ρυθμιστής πίεσης καυσίμου.Ηλεκτρομαγνητικός ψεκαστήρας (μπεκ). Στα συστήματα κεντρικού (μονού) ψεκασμού, υπάρχει μόνο ένας ψεκαστήρας, ενώ στα πολλαπλού ψεκασμού, ένας σε κάθε κύλινδρο.Μπέκ ψυχρής εκκίνησης (για πολλαπλό ψεκασμό, σήμερα στα περισσότερα συστήματα δεν υπάρχει) και θερμικός χρονοδιακόπτης.Τα φίλτρα καυσίμου παρέχουν εξαιρετικά λεπτό φιλτράρισμα έτσι να προστατεύονται τα μικρά ανοίγματα στα ακροφύσια του ψεκαστήρα (μπεκ). Κανονικά τα ακροφύσια δεν μπορούν να καθαριστούν εύκολα. Αν βουλώσουν πρέπει να αντικατασταθεί ο ψεκαστήρας. Ακόμη, οι αντλίες καυσίμου και οι ρυθμιστές πίεσης είναι συνήθως εξαιρετικά αξιόπιστες μονάδες σφραγισμένες από το εργοστάσιο που δεν μπορούν να ρυθμιστούν ή να υποστούν επισκευή. Σε περίπτωση βλάβης, αντικαθίστανται. Για το λόγο αυτό, είναι κρίσιμη η αντικατάστασή του φίλτρου στα χρονικά διαστήματα που συστήνονται από τον κατασκευαστή του συστήματος.Αποτελείται από δυο τμήματα, τον ηλεκτρικό κινητήρα και την κυρίως αντλία η οποία περιλαμβάνει μια βαλβίδα αντεπιστροφής ή βαλβίδα ελέγχου, μια ανακουφιστική βαλβίδα και το πρώτο φίλτρο καυσίμου. Ο κινητήρας δίνει κίνηση στην αντλία και αποτελούν μαζί μια ενιαία μονάδα. Το καύσιμο περνάει μέσα από το εσωτερικό της αντλίας (ρότορας – τυλίγματα, ψήκτρες κλπ).Η βαλβίδα αντεπιστροφής δεν επιτρέπει την επιστροφή του καυσίμου όταν σβήσει ο κινητήρας πίσω στο ρεζερβουάρ διευκολύνοντας έτσι την επανεκκίνηση του κινητήρα. Η ανακουφιστική βαλβίδα επιτρέπει την διαφυγή του καυσίμου πίσω στο ρεζερβουάρ, όταν κάποιο σωληνάκι βουλώσει ή δημιουργηθεί υπερπίεση στο κύκλωμα τροφοδοσίας. Με τον τρόπο αυτό προστατεύεται το σύστημα τροφοδοσίας. Η πίεση ανοίγματος είναι περίπου 5 bar.Ο διακλαδωτήρας των σωληνώσεων των μπεκ εξασφαλίζει την ίδια πίεση σε όλα τα μπεκ ψεκασμού. Ο όγκος του είναι σχετικά μεγάλος για να μπορεί να μειώνει και τις μικρές διακυμάνσεις της πιέσεις που προέρχονται από τον ψεκασμό των μπεκ σε κάθε κύκλο λειτουργίας. Επιπλέον διευκολύνει την αφαίρεση και επανατοποθέτηση των μπεκ. Ο διακλαδωτήρας υπάρχει μόνο στον πολλαπλό ψεκασμό.Ο ρυθμιστής πίεσης ρυθμίζει την πίεση των μπεκ. Στα συστήματα πολλαπλού ψεκασμού, βρίσκεται όπως ήδη προαναφέρθηκε τοποθετημένος στο άκρο του διακλαδωτήρα και εξασφαλίζει μια σταθερή πίεση στο σύστημα περίπου 2,5 bar ή 3,0 bar. Ο ρυθμιστής πίεσης καυσίμου αποτελείται εξωτερικά από ένα μεταλλικό περίβλημα και εσωτερικά δύο θαλάμους βενζίνης. Στον ένα θάλαμο (βενζίνης) υπάρχει μια είσοδος καυσίμου και μια έξοδος (επιστροφή προς το ρεζερβουάρ). Στον άλλο θάλαμο (υποπίεσης) υπάρχει μια μεμβράνη και ένα σπειροειδές ελατήριο. Στον θάλαμο υποπίεσης υπάρχει μια υποδοχή για την εφαρμογή υποπίεσης μέσω ενός σωλήνα από την πολλαπλή εισαγωγής. Η πίεση του συστήματος παροχής καυσίμου εξαρτάται από την επικρατούσα υποπίεση σε κάθε κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα.Όπως στα συστήματα πολλαπλού ψεκασμού είναι απαραίτητος ο ρυθμιστής πίεσης, έτσι είναι απαραίτητος, λειτουργώντας με παρόμοιο τρόπο, και στα συστήματα με μονό ψεκασμό. Η πίεση λειτουργίας όμως εδώ είναι 1 έως 1,2 bar. Στο μονό ψεκασμό, υπάρχουν ρυθμιστές πίεσης καυσίμου χωρίς χρήση υποπίεσης.Το μπεκ ψεκασμού είναι ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες που ανοιγοκλείνουν σύμφωνα με τα σήματα που λαμβάνουν από τον εγκέφαλο (ECU). Η αρχή λειτουργίας τους στηρίζεται στην κίνηση ενός πυρήνα ο οποίος όπως φαίνεται στο σχήμα καταλήγει σε μια βεληνοειδή βαλβίδα, μέσα σε ένα πηνίο. ¨Όταν η ECU στείλει ηλεκτρικό σήμα, τροφοδοτείται με ρεύμα το πηνίο, έλκεται ο πυρήνας, ο οποίος υπερνικά την δύναμη του ελατηρίου και ανοίγει η οπή ψεκασμού από τη βελονοειδή βαλβίδα. Όταν η ECU διακόψει το σήμα, τότε το ελατήριο σπρώχνει τον πυρήνα και η βελονοειδής βαλβίδα κλείνει την οπή ψεκασμού. Τα μπεκ τοποθετούνται στην πολλαπλή εισαγωγής ή στην κυλινδροκεφαλή μαζί με μια ελαστική μόνωση, ώστε να αποφεύγονται :Η δημιουργία υψηλών θερμοκρασιών στο άκρο των μπεκ.Η εξάτμιση του καυσίμου, η οποία έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία φυσαλίδων.Τα μπεκ συνδέονται μεταξύ τους παράλληλα και τροφοδοτούνται από το διακλαδωτήρα, ώστε να ψεκάζουν σε συγκεκριμένη γωνία ψεκασμού πριν τη βαλβίδα εισαγωγής. Η διάρκεια του χρόνου ψεκασμού καθορίζεται από τον εγκέφαλο (ECU), συναρτήσει πολλών παραγόντων, ενώ ο τρόπος ψεκασμού ποικίλει. Συνήθως τα μπεκ πλευρικής ροής χρησιμοποιούνται στον μονό ψεκασμό.Ο σκοπός του μπεκ ψυχρής εκκίνησης (που είναι και αυτό ένα ηλεκτρομαγνητικό μπεκ) είναι να ψεκάζει για ορισμένο χρονικό διάστημα μια πρόσθετη ποσότητα βενζίνης. Ο χρόνος ψεκασμού καθορίζεται από ένα θερμικό χρονοδιακόπτη, ανάλογα με την θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα. Ο πρόσθετος αυτός ψεκασμός βενζίνης είναι απαραίτητος, γιατί η εξαερωμένη βενζίνη συμπυκνώνεται στα ψυχρά τοιχώματα και έτσι το μίγμα περιέχει λιγότερη βενζίνη από ότι όταν ο κινητήρας είναι ζεστός, με αποτέλεσμα να γίνεται μη αναφλέξιμο. Με αυτόν τον τρόπο όμως επιτυγχάνεται λεπτός ψεκασμός βενζίνης που εμπλουτίζει το μίγμα ακριβώς μετά το πάτημα της πεταλούδας γκαζιού. Στα σημερινά σύγχρονα συστήματα ψεκασμού συνήθως δεν υπάρχει το μπεκ ψυχρής εκκίνησης. Ο εμπλουτισμός γίνεται με την αύξηση του χρόνου ψεκασμού των μπεκ από τον εγκέφαλο (ECU). Επίσης δεν υπάρχει και στο μονό ψεκασμό.Ο θερμικός χρονοδιακόπτης ανοίγει ή κλείνει το κύκλωμα του μπεκ ψυχρής εκκίνησης και η λειτουργία του εξαρτάται από τη θερμοκρασία του κινητήρα.Υποσύστημα εισαγωγής και μέτρησης αέρα.Το υποσύστημα εισαγωγής αέρα είναι αυτό που επιτρέπει την εισαγωγή και τη μέτρηση της ποσότητας και της θερμοκρασίας του αέρα που εισέρχεται στους θαλάμους καύσης του κινητήρα. Αποτελείται από τα εξής κύρια μέρη :Φίλτρο αέρα.Μετρητής ροής αέρα.Σώμα πεταλούδας γκαζιού.Βαλβίδα πρόσθετου αέρα.Θάλαμος εισαγωγής αέρα.Πολλαπλή εισαγωγή.Στο μονό ψεκασμό, η πεταλούδα και η βαλβίδα πρόσθετης παροχής αέρα βρίσκονται ενσωματωμένα στο σώμα της μονάδας ψεκασμού.Ο μετρητής αέρα έχει ως προορισμό τη μέτρηση του εισερχόμενου αέρα στον κινητήρα. Η πληροφορία αυτή μεταφέρεται, με τη μορφή ηλεκτρικού σήματος, στον εγκέφαλο (ECU) για τον υπολογισμό της αναλογίας αέρα – καυσίμου.Το σώμα της πεταλούδας του γκαζιού ψεκασμού είναι το επόμενο κατά σειρά εξάρτημα μετά από την ποσότητα του εισερχόμενου αέρα.Πολλαπλές εισαγωγής.Έχει αποδειχθεί θεωρητικά και πρακτικά ότι το μήκος της πολλαπλής εισαγωγής επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Σήμερα χρησιμοποιούνται πολλαπλές εισαγωγής αέρα με δυνατότητα να κατευθύνεται ο αέρας μέσα από πολλά κανάλια αυξάνοντάς ή μειώνοντας τη διαδρομή του και έτσι να επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης του κινητήρα σε περισσότερες από μία περιοχές στροφών. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας μέσα στην πολλαπλή, σε διάφορα σημεία, πεταλούδες (περιστροφικά διαφράγματα) τα οποία ελέγχονται από την υποπίεση του κινητήρα και την ECU.Υποσύστημα ηλεκτρονικού ελέγχου.Τα κύρια μέρη του ηλεκτρονικού συστήματος ελέγχου είναι:Αισθητήρες.Ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (εγκέφαλος, ECU).Αισθητήρες.Οι παρακάτω αισθητήρες μετατρέπουν φυσικά μεγέθη σε ηλεκτρικά σήματα τα οποία διαβάζονται από τον εγκέφαλο του οχήματος:Ο αισθητήρας θερμοκρασίας εισερχόμενου αέρα μετράει τη θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα.Ο αισθητήρας θερμοκρασίας νερού μετράει τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού.Ο αισθητήρας οξυγόνου (αισθητήρας λ) μετράει την ποσότητα οξυγόνου στα καυσαέρια.Ο αισθητήρας στροφών κινητήρα και άνω νεκρού σημείου (ΑΝΣ) ανιχνεύει την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα, καθώς και την τρέχουσα θέση του εμβόλου. Η τελευταία χρησιμεύει στον προσδιορισμό της γωνίας προπορείας ανάφλεξης (αβάνς).Ο αισθητήρας θερμοκρασίας καυσίμου.O αισθητήρας κρουστικής καύσης (knock sensor) παράγει σήμα ανάλογο των στιγμιαίων κραδασμών των τοιχωμάτων του κυκλινδρου. Από αυτό το σήμα, η προσδιορίζει αν συμβαίνει κρουστική καύση (αυτό που οι τεχνίτες αποκαλούν «χτυπάει πειράκια»).Ο αισθητήρας ταχύτητας οχήματος ανιχνεύει την πραγματική ταχύτητα και δίνει τις πληροφορίες στην ECU για να ελέγξει κυρίως το σύστημα διατήρησης ρελαντί, τον απαραίτητο εμπλουτισμό του μίγματος κατά την επιτάχυνση και την αναγκαία αποκοπή του καυσίμου κατά την επιβράδυνση. Ηλεκτρική μονάδα ελέγχου (ECU).Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (εγκέφαλος) του οχήματος είναι ένας υπολογιστής ο οποίος δέχεται δεδομένα από αισθητήρες και τα επεξεργάζεται για να δίνει τις εντολές που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του συστήματος ψεκασμού και των άλλων υποσυστημάτων του οχήματος.Τα πρώτα συστήματα ανάφλεξης δημιουργήθηκαν μαζί με τους πρώτους κινητήρες εσωτερικής καύσης με καύσιμο την βενζίνη. Είναι τόσο άρρηκτες οι σχέσεις του κινητήρα βενζίνης με το σύστημα ανάφλεξης που δεν θα μπορούσε να ήταν αλλιώς.Τα πρώτα συστήματα ανάφλεξης στις μηχανές εσωτερικής καύσης ήταν είτε με σπόγγο λευκοχρύσου ή με εξωτερικό καυστήρα. Για το πρώτο σύστημα τοποθετούνταν μέσα στο θάλαμο καύσης ένα τεμάχιο σπογγώδους λευκοχρύσου, το οποίο, με καταλυτικό τρόπο, πραγματοποιούσε την ανάφλεξη. Στο δεύτερο σύστημα υπήρχε μια μεταλλική ράβδος, που διέτρεχε την κεφαλή του κυλίνδρου με ένα εξωτερικό καυστήρα γινόταν πυράκτωση της ράβδου, ώστε να πραγματοποιείται η ανάφλεξη του μίγματος αέρα - βενζίνης στο εσωτερικό του κυλίνδρου.Το 1860 πρώτος ο Ζαν Λενουάρ (Jean Lenoir) υπέβαλε αίτηση για ευρεσιτεχνία για έναν κινητήρα που διέθετε σύστημα ανάφλεξης πανομοιότυπο με το σημερινό και χρησιμοποιούσε αναφλεκτήρες (μπουζί) ως συσκευή παραγωγής του σπινθήρα. Όμως, τα μονωτικά υλικά που απαιτούσε ένα τέτοιο σύστημα, δεν μπορούσαν να παραχθούν με τα τότε τεχνολογικά μέσα. Το σύστημα του Λενουάρ δεν εξελίχθηκε μέχρι τις αρχές του 1900, οπότε αναπτύχθηκε αρκετά η τεχνολογία των μονωτικών υλικά, ώστε να μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες των καλωδιώσεων και των αναφλεκτήρων ενός τέτοιου συστήματος.

Τα μέρη του συστήματος ανάφλεξης.

Πλατίνες.Το ρεύμα του συστήματος ανάφλεξης προέρχεται από τον συσσωρευτή (μπαταρία) κατά την εκκίνηση ή από τη γεννήτρια (δυναμό ή μεταλλάκτη). Το ρεύμα και στις δύο περιπτώσεις είναι συνεχές, κάτι που δεν επιτρέπει στον πολλαπλασιαστή να λειτουργήσει. Οι "πλατίνες", που στην πραγματικότητα είναι ένας απλός διακόπτης που, ανοίγοντας και κλείνοντας, δημιουργεί συνεχείς μεταβολές στην τάση στα άκρα του πολλαπλασιαστή και του επιτρέπει, έτσι, να λειτουργήσει. Οι πλατίνες, που είναι συνήθως δύο στους τετρακύλινδρους κινητήρες, αποτελούνται από το κινούμενο τμήμα, το ακίνητο τμήμα και δύο πλακίδια, τα οποία είναι αυτά που έρχονται σε επαφή όταν λέγεται ότι "κλείνουν οι πλατίνες". Λόγω της συνεχούς λειτουργίας τους, οι επαφές φθείρονται. Σε αυτό βοηθάει και το ότι η μεταξύ τους απόσταση είναι πολύ μικρή και είναι συχνή η δημιουργία σπινθήρων ανάμεσα στις επαφές. Γι' αυτό το λόγο οι κατασκευαστές χρησιμοποίησαν υλικό μικρής ηλεκτρικής αντίστασης αλλά μεγάλης ανθεκτικότητας όπως ο λευκόχρυσος (πλατίνα). Διανομέας.Ο διανομέας είναι μια συσκευή που αποτελείται από μια περιστρεφόμενη επαφή (ράουλο) και ένα ειδικά κατασκευασμένο κάλυμμα, πάνω στο οποίο τοποθετούνται τα καλώδια των αναφλεκτήρων, οι επαφές και το καλώδιο υψηλής τάσης, το οποίο μεταφέρει το ρεύμα υψηλής τάσης από τον πολλαπλασιαστή. Το ράουλο βρίσκεται σε μόνιμη περιστροφή. Έτσι, όταν κλείσουν οι πλατίνες και το ρεύμα υψηλής τάσης διοχετευθεί στο δευτερεύον κύκλωμα, το ράουλο έχει ρυθμιστεί έτσι ώστε να βρίσκεται στην κατάλληλη επαφή με αποτέλεσμα το ρεύμα να περάσει στον σωστό αναφλεκτήρα και να δημιουργηθεί σπινθήρας.Πολλαπλασιαστής.Ο πολλαπλασιαστής είναι ένα επαγωγικό πηνίο (πηνίο Ruhmkorf). Αποτελείται από δύο μονωμένα μεταξύ τους πηνία κατασκευασμένα συνήθως από χαλκό, τα οποία χωρίζει ένα έλασμα. Το πρώτο πηνίο αποτελείται από λίγες σπείρες και σύρμα μεγάλης διαμέτρου. Αυτό το πηνίο διαρρέεται από ρεύμα χαμηλής τάσης (πχ 12 V). Το δεύτερο πηνίο αποτελείται από πολλές σπείρες και σύρμα μικρής διαμέτρου. Όταν το πρώτο πηνίο διαρρέεται από ρεύμα, δημιουργείται μαγνητικό πεδίο γύρω του. Η απότομη διακοπή του ρεύματος συνεπάγεται τη δημιουργία υψηλής τάσης στο δεύτερο πηνίο (φαινόμενο επαγωγής). Στους σύγχρονους πολλαπλασιαστές η τάση μπορεί να φτάσει τα 20.000 V και, σε ορισμένες περιπτώσεις, και τα 30.000 V. Για να δημιουργηθεί σπινθήρας στους αναφλεκτήρες σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, μερικές χιλιάδες βολτ θα ήταν αρκετά. Στις συνθήκες, όμως, που επικρατούν στον θάλαμο καύσης κατά τη διάρκεια της συμπίεσης αυτό δεν είναι δυνατό και απαιτείται υψηλότερη τάση.Όπως προαναφέρθηκε, η δυσκολία υλοποίησης του παραπάνω συστήματος ανάφλεξης ήταν τα καλώδια. Οι υψηλές θερμοκρασίες που αναπτύσσονται, η υγρασία και οι υδρογονάνθρακες ταλαιπωρούν πολύ τα καλώδια, τα οποία πρέπει να είναι πολύ καλά μονωμένα. Τα όποια προβλήματα που υπήρχαν στην αρχή ξεπεράστηκαν με τη βοήθεια των συνθετικών υλικών.Αναφλεκτήρας.Ο αναφλεκτήρας (κοινώς "μπουζί", γαλλ. bougie) μπορεί να είναι απλός στη λειτουργία του, αλλά η κατασκευή του είναι πολύ δύσκολη. Αυτό γιατί, ενώ το ηλεκτρόδιο στο οποίο δημιουργείται ο σπινθήρας βρίσκεται μέσα στο θάλαμο καύσης και δέχεται υψηλές θερμοκρασίες μεγαλύτερες των 800 οC, το υπόλοιπο τμήμα του βρίσκεται εκτός θαλάμου καύσης και δέχεται πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες. Το ηλεκτρόδιο, επίσης, πρέπει να έχει υψηλή αντοχή, γιατί η συνεχής παραγωγή σπινθήρων προκαλεί τη φθορά του. Επίσης, θα πρέπει να απάγει θερμότητα, γιατί σε περίπτωση που παραμένει θερμός υπάρχει κίνδυνος το καύσιμο μείγμα να αναφλέγεται από το σώμα του και όχι από τον σπινθήρα. Αν, από την άλλη, ο αναφλεκτήρας απάγει θερμότητα υπερβολικά, τότε δεν θα έχει την απαραίτητη θερμοκρασία για να κάψει τα κατάλοιπα της καύσης, τα οποία μπορούν να «μονώσουν» το ηλεκτρόδιο και έτσι να μη δημιουργείται σπινθήρας. Η Ηλεκτρονική Ανάφλεξη. Στους σύγχρονους βενζινοκινητήρες αυτά τα συστήματα ανάφλεξης έχουν παραγκωνιστεί, καθώς είχαν και αρκετά προβλήματα. Το κόστος παραγωγής τους είναι μεγάλο, η συντήρησή τους δαπανηρή, δεν είχαν την απαραίτητη αξιοπιστία, η καύση δεν ήταν πάντα τέλεια, με αποτέλεσμα η κατανάλωση και οι εκπεμπόμενοι ρύποι να αυξάνονται Οι απαιτήσεις για μεγαλύτερη ιπποδύναμη απαιτούν καλύτερη καύση.Στα συστήματα ηλεκτρονικής ανάφλεξης οι πλατίνες αντικαθίστανται από τρανζίστορ, το οποίο αναλαμβάνει να ανοίγει και να κλείνει το πρωτεύον κύκλωμα. Το σήμα για το άνοιγμα και κλείσιμο δίδεται από μαγνητικό αισθητήρα (αισθητήρας Hall). Ο διανομέας, σε μερικές περιπτώσεις, μπορεί να απαλειφθεί τελείως από το σύστημα. Υπάρχει παράλληλη σύνδεση δύο αναφλεκτήρων, με τον ένα να δίνει σπινθήρα σε κενό. Γενικά, τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα απάλλαξαν το σύστημα ανάφλεξης από τις επαφές μεταξύ μετάλλων, οι οποίες δημιουργούσαν φθορές και κακή λειτουργία.Η ηλεκτρονική ανάφλεξη, που αποτελείται από ένα μόνο τρανζίστορ, ήταν βραχύβια και είχε ελάχιστες εφαρμογές. Πράγματι, η εξέλιξη που σημειώθηκε στον τομέα αυτό μέσα σε ελάχιστα χρόνια ήταν τόσο γρήγορη, ώστε να θεωρούνται απαρχαιωμένα τα συστήματα που μόλις ένα χρόνο πριν θεωρούνταν αξεπέραστα. Οι διατάξεις ηλεκτρονικής ανάφλεξης των τελευταίων ετών αποτελούνται, συνήθως, από τρία βασικά τμήματα και διαφοροποιούνται ανάλογα με τα χρησιμοποιούμενα στοιχεία. Στα συστήματα χωρίς πλατίνες (breakerless) έχουν καταργηθεί τελείως οι πλατίνες, τη θέση των οποίων έχει καταλάβει ένας ηλεκτρομαγνητικός αισθητήρας (πικ-άπ) ή ένας αισθητήρας Hall. Τα συστήματα με στατικές διατάξεις προπορείας έχουν καταργηθεί, όπως επίσης και οι μηχανικού τύπου διατάξεις προπορείας και διαπίστωσης της φάσης, που υποκαταστάθηκαν με ηλεκτρονικές. Στα συστήματα με στατική διανομή, τέλος, ο «παραδοσιακός» διανομέας της υψηλής τάσης έχει αντικατασταθεί από ειδικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, που βρίσκονται στην κεντρική μονάδα (μικροεπεξεργαστή).Οι αισθητήρες.Ένα μεγάλο βήμα στην κατασκευή συστημάτων ανάφλεξης αποτέλεσε η εισαγωγή αισθητήρων, δηλαδή διατάξεων που μετατρέπουν ένα φυσικό μέγεθος (σ.α.λ., θερμοκρασία, πίεση κτλ) σε ηλεκτρικό σήμα, το οποίο αξιοποιείται από τον μικροεπεξεργαστή, αφού μετασχηματισθεί, ενισχυθεί και συγκριθεί με άλλα σήματα, για να προσαρμοσθεί στις ανάγκες του κινητήρα. Ο αισθητήρας διακύμανσης μαγνητικής αντίστασης αποτελείται από ένα πυρήνα από μαγνητισμένο σίδηρο, που φέρει περιέλιξη από χάλκινο σύρμα: όταν μπροστά από το άκρο του πυρήνα, σε απόσταση όχι μεγαλύτερη του 1,5 mm, διέλθει με ταχύτητα ένα "δόντι" από μαγνητικό υλικό (σίδηρος, χάλυβας), στα άκρα του πηνίου δημιουργείται ηλεκτρική τάση. Εμπρός από τον αισθητήρα αυτού του τύπου, που χρησιμοποιείται στην ανάφλεξη breakerless, περιστρέφεται ένας οδοντωτός τροχός, που φέρει τόσα "δόντια" όσοι είναι οι κύλινδροι, δηλαδή ισάριθμα με τους λοβούς του έκκεντρου που κινούσε το μηχανισμό των πλατίνων. Ο τροχός αυτός εδράζεται στον ίδιο άξονα που πριν έφερε το έκκεντρο, και η διάμετρος του είναι τέτοια, ώστε να χωρά στον κορμό του διανομέα.Αισθητήρας με γεννήτρια Hall. Ο αισθητήρας με γεννήτρια Hall αποτελείται από έναν ημιαγωγό κρύσταλλο, ικανό να παραγάγει ηλεκτρικό σήμα, όταν βρίσκεται σε μαγνητικό πεδίο. Μπορεί να τοποθετηθεί, όπως και ο προηγούμενος, μέσα στον κορμό του διανομέα όπου, αντί του τροχού με τέσσερα ή έξι δόντια, αναλόγως του αριθμού των κυλίνδρων, υπάρχει ένα "κύπελλο", πάντα από μαγνητικό υλικό, με τέσσερα (ή έξι) μαγνητικά θωρακισμένα τμήματα, ικανά να ανακόψουν ή να αφήσουν να διέλθει το μαγνητικό πεδίο που δημιουργεί ένας μαγνήτης και κατευθύνεται προς τον ημιαγωγό. Όπως και στον προηγούμενο αισθητήρα, το αποτέλεσμα είναι να παράγεται μια παλλόμενη ηλεκτρική τάση, με τόσες κορυφές, όσοι ήταν πριν οι λοβοί του έκκεντρου (δηλαδή, όσα είναι τώρα τα τμήματα του "κυπέλλου").Ο αισθητήρας με ποτενσιόμετρο είναι μια αντίσταση από γυμνό σύρμα, περιελιγμένο σε μονωμένη βάση, πάνω στον οποίο ολισθαίνει μια κινητή επαφή. Η αντίσταση μπορεί να είναι ευθεία (για τη μέτρηση ευθύγραμμων κινήσεων) ή κυκλική (για τη μέτρηση γωνιακών κινήσεων, όπως της "πεταλούδας" στο γκάζι).Ο αισθητήρας με φύσιγγα υποπίεσης χρησιμοποιείται για τη διαπίστωση του φορτίου του κινητήρα με βάση την υποπίεση στον αυλό εισαγωγής, ώστε να μεταβάλλεται αναλόγως η προπορεία. Έτσι, υποκαθιστά την αυτόματη προπορεία με υποπίεση, που χρησιμοποιούταν στις συμβατικές διατάξεις• όμως, αντί το διάφραγμα του να συνδέεται, μέσω ράβδου, με τον πλατινοφόρο άξονα, η κίνηση του μετράται ηλεκτρικά: συνήθως το διάφραγμα φέρει ειδικές αντιστάσεις, αποτελούμενες από ημιαγωγούς, η αντίσταση των οποίων παρουσιάζει μεγάλες διακυμάνσεις όταν υφίστανται παραμόρφωση, με αποτέλεσμα να διαπιστώνεται η έκταση της κίνησης του διαφράγματος.Ο θερμικός αισθητήρας χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του ψυκτικού υγρού, καθώς και του περιβάλλοντος. Συνήθως ως αισθητήρες θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται θερμικά μεταβλητές αντιστάσεις (θερμίστορ), υλικά που η αντίσταση τους παρουσιάζει έντονες διακυμάνσεις με τη μεταβολή της θερμοκρασίας: μπορούν να είναι τύπου ΝΤC (οι ευρύτερα χρησιμοποιούμενοι), στους οποίους η αντίσταση μειώνεται όσο ανεβαίνει η θερμοκρασία, ή τύπου ΡΤC, η αντίσταση των οποίων αυξάνει παράλληλα με τη θερμοκρασία. Οι διαστάσεις και το σχήμα τους προσεγγίζουν τα αντίστοιχα ενός αναφλεκτήρα.Ηλεκτρονική Μονάδα Ελέγχου.Βρίσκεται αμέσως μετά τους αισθητήρες και επεξεργάζεται τα στοιχεία που της μεταδίδουν. Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (E.C.U.) είναι το καθαυτό ηλεκτρονικό τμήμα της όλης αλυσίδας που απαρτίζουν τα στοιχεία της ανάφλεξης. Στο εσωτερικό της E.C.U. υπάρχουν τα κυκλώματα εισόδου, που παραλαμβάνουν τα ηλεκτρικά σήματα από τους διάφορους αισθητήρες και τα μετασχηματίζουν έτσι, ώστε να είναι κατανοητά και αξιοποιήσιμα από τα επόμενα κυκλώματα.Το σημαντικότερο κύκλωμα εισόδου είναι ο αναλογικός / ψηφιακός μετατροπέας, που αναλαμβάνει να μετασχηματίσει σε ψηφιακά τα αναλογικά σήματα που παραλαμβάνει. Η κεντρική μονάδα επεξεργασίας είναι το κεντρικό τμήμα της E.C.U., ο εγκέφαλος της ηλεκτρονικής μονάδας, στην οποία φθάνουν τα ψηφιοποιημένα από τον μετατροπέα σήματα. Η κεντρική μονάδα αποτελείται από μια προσωρινή μνήμη (RΑΜ), που αποθηκεύει τα εισερχόμενα στοιχεία και μια μόνιμη μνήμη (ROM), η οποία περιέχει όλα τα στοιχεία του προγράμματος που πρέπει να εκτελέσει της E.C.U., σύμφωνα με τις προβλέψεις του κατασκευαστή. Τέλος, υπάρχει ο μικροεπεξεργαστής, που εκτελεί όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς.Μηχανισμοί ενεργοποίησης.H E.C.U. επεξεργάζεται τις πληροφορίες που παραλαμβάνει από τους αισθητήρες και στέλνει εντολές στους μηχανισμούς ενεργοποίησης, διατάξεις που επενεργούν στην ανάφλεξη (χρόνος, διάρκεια και ένταση του σπινθήρα) έτσι, ώστε να βελτιστοποιούνται οι επιδόσεις του κινητήρα. Μεταξύ των μηχανισμών ενεργοποίησης πρώτος πρέπει να αναφερθεί ο πολλαπλασιαστής. Στους περισσότερο πρόσφατους τύπους ηλεκτρονικής ανάφλεξης χρησιμοποιήθηκαν πολλαπλασιαστές, όπου η πρωτεύουσα περιέλιξη έχει αντίσταση πολύ χαμηλότερη του «παραδοσιακού» τύπου, δηλαδή 0,35-0,80 Ω, αντί 3 Ω. Με τόσο χαμηλή αντίσταση, το ρεύμα της πρωτεύουσας περιέλιξης έχει τη δυνατότητα να φθάσει στη μέγιστη προβλεπόμενη τιμή, ακόμη και όταν η τάση της μπαταρίας είναι πολύ χαμηλή (μπαταρία μερικώς αποφορτισμένη).Άλλοι μηχανισμοί ενεργοποίησης είναι οι διατάξεις μεταβολής της προπορείας. Αυτές που περιγράψαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο, με τις φυγοκεντρούμενες μάζες και με φύσιγγα υποπίεσης, υπάρχουν μόνο στα συμβατικά συστήματα ανάφλεξης, καθώς και στα breakerless.Στα περισσότερο πρόσφατα και περισσότερο ηλεκτρονικά συστήματα ανάφλεξης, η ρύθμιση αυτή γίνεται μόνο από την E.C.U., αναλόγως των σημάτων που λαμβάνει από τους αισθητήρες. Έτσι, η μεταβολή της προπορείας δεν γίνεται πλέον χάρη στην κίνηση κάποιων στοιχείων, αλλά ύστερα από εντολή της E.C.U βάσει των στοιχείων που διατηρεί στη μνήμη RΟΜ. Τα στοιχεία αυτά μπορούν να παρασταθούν με τη μορφή τρισδιάστατου χάρτη από τον οποίο γίνεται αντιληπτό πώς η E.C.U, έχοντας παραλάβει τις πληροφορίες σχετικά με τις σ.α.λ. και με την υποπίεση στον αυλό εισαγωγής (δηλαδή το φορτίο του κινητήρα), μπορεί να δώσει εντολή να αχθεί η προπορεία στον αριθμό μοιρών που προβλέπει ο κατασκευαστής για τη συγκεκριμένη συνθήκη λειτουργίας του κινητήρα. Το σύστημα αυτό λέγεται στατικής μεταβολής προπορείας ή, απλούστερα, στατικής προπορείας. Ο διανομέας έχει τα ίδια χαρακτηριστικά με το χρησιμοποιούμενο στη συμβατική ανάφλεξη, εκτός της εξ ολοκλήρου ηλεκτρονικής ανάφλεξης, στην οποία η διανομή του ρεύματος υψηλής τάσης στους αναφλεκτήρες δεν γίνεται πλέον με περιστρεφόμενη ψήκτρα, αλλά στατικά, δηλαδή χωρίς κινητά στοιχεία, όπως στην περίπτωση του 16-βάλβιδου κινητήρα της εταιρείας Saab-Scania, όπου έχει εφαρμοστεί ένας μικρός πολλαπλασιαστής σε κάθε αναφλεκτήρα. Στην ηλεκτρονική ανάφλεξη, τέλος, χρησιμοποιούνται οι ίδιοι αναφλεκτήρες που εφαρμόζονται και στις συμβατικές αναφλέξεις.Λειτουργικές διαφορές.Το σύστημα σώρευσης της ενέργειας, που χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του σπινθήρα, μπορεί να είναι επαγωγικό ή με εκφόρτιση. Στην ανάφλεξη με επαγωγικό σπινθήρα, αυτός δημιουργείται χάρη στο φαινόμενο της επαγωγής. Το μαγνητικό κύκλωμα συσσωρεύει, με τη μορφή μαγνητικού πεδίου, την ενέργεια που του παρέχει το ρεύμα, το οποίο κυκλοφορεί στην πρωτεύουσα περιέλιξη. Η ενέργεια αυτή είναι τόσο υψηλότερη, όσο μεγαλύτερη είναι η επαγωγή του κυκλώματος και όσο υψηλότερο είναι το ρεύμα που το διατρέχει. Όταν το ρεύμα διακόπτεται, η ενέργεια αυτή μετακινείται, μέσω της μεταβολής μαγνητικής ροής, στο χώρο γύρω από τη δευτερεύουσα περιέλιξη, προκαλώντας επαγωγικά την υψηλή τάση, που εκφορτίζεται μεταξύ των ηλεκτροδίων του αναφλεκτήρα. Η διάρκεια του σπινθήρα αυτού εξαρτάται από την ποσότητα ενέργειας που έχει συσσωρευτεί στο μαγνητικό κύκλωμα του πολλαπλασιαστή.Στην ανάφλεξη με εκφόρτιση ο σπινθήρας παράγεται από την εκφόρτιση ενός πυκνωτή μέσω της πρωτεύουσας περιέλιξης του πολλαπλασιαστή. Ο πυκνωτής αυτός έχει πολύ μεγαλύτερη χωρητικότητα από αυτούς που χρησιμοποιούνται συνήθως στα συστήματα ανάφλεξης και φορτίζεται, μέσω ειδικού κυκλώματος, με τάση τουλάχιστον 400V. Η εκφόρτιση του πυκνωτή στην πρωτεύουσα περιέλιξη του πολλαπλασιαστή επιτυγχάνεται μέσω ενός ημιαγωγού που ονομάζεται θυρίστορ και ο οποίος ενεργοποιείται, την κατάλληλη στιγμή, από τις πλατίνες ή, όταν αυτές δεν υπάρχουν, από την E.C.U. Στο σύστημα εκφόρτισης, η διάρκεια του σπινθήρα είναι πολύ βραχύτερη από του επαγωγικού συστήματος (0,1 - 0,2 msec αντί 1,5 - 1,8 msec), αλλά είναι ταχύτατη η άνοδος της τάσης και πολύ υψηλή η μέγιστη τιμή της όπου σχηματίζεται ο σπινθήρας. Τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του σπινθήρα που επιτυγχάνεται με το σύστημα εκφόρτισης πυκνωτή, καθιστούν αυτή τη διάταξη κατάλληλη να παρέχει τάση ανάφλεξης μόνο σε κινητήρες υψηλών επιδόσεων ή σε κινητήρες που εμφανίζουν έντονη περιδίνηση.Στατική ηλεκτρονική προπορεία.Στην ηλεκτρονική ανάφλεξη με στατική προπορεία, ο αισθητήρας μέτρησης στροφών ανά λεπτό (σ.α.λ.) δεν βρίσκεται πλέον στο διανομέα, αλλά τοποθεται απέναντι από την εξωτερική οδόντωση του σφονδύλου. Η συνεχής διέλευση των δοντιών του σφονδύλου μπροστά στον αισθητήρα δημιουργεί, στην περιέλιξη του, μια παλμικά μεταβαλλόμενη τάση που αξιοποιείται από την E.C.U. για να μετρά τις σ.α.λ. Μια (ή περισσότερες) ασυνέχειες στα δόντια του σφονδύλου, επιτρέπουν, εξάλλου, στην E.C.U. να αντιλαμβάνεται τη θέση του Άνω Νεκρού Σημείου (ΑΝΣ) ενός ή περισσοτέρων κυλίνδρων.Οι πρώτες μελέτες για την ανάπτυξη ενός συστήματος πλήρους ελέγχου της ευστάθειας των αυτοκινήτων ξεκίνησαν το 1987 από την Mercedes-Benz και η μαζικής παραγωγής εφαρμογή του διαμορφώθηκε εν έτει 1992, σε συνεργασία με την Bosch. Συνολικά, πάνω από 40 μηχανικοί από την Mercedes-Benz και την Bosch εργάστηκαν εντατικά στο συγκεκριμένο πρότζεκτ. Τελικά προσφέρθηκε για πρώτη φορά τον Μάιο του 1995 στην Mercedes S-Class W140 με την ονομασία Elektronisches Stabilitäts programm (ESP).[1] Κατά τους πρώτους μήνες, υπήρχε μόνο στα S600, sedan και coupé, ως στάνταρ. Τον Σεπτέμβριο του 1995, το ESP έγινε πλέον διαθέσιμο σε όλες τις εκδόσεις και τους κυβισμούς των sedan και coupé, ως προαιρετικό έξτρα.Σχεδόν αμέσως μετά (τέλη του 1995) η BMW, κατόπιν συνεργασίας με τις Bosch και ITT Automotive εισήγαγε το δικό της πρόγραμμα ενεργής ευστάθειας με ονομασία DSC, Dynamic Stability Control στην BMW Σειρά 7 Ε38, ενώ και η Toyota εισήγαγε το δικής της εξέλιξης Vehicle Stability Control στο πολυτελές Toyota Crown Majesta.Η General Motors εξέλιξε ένα αντίστοιχο δικό της σύστημα, σε συνεργασία με την Delphi Corporation και το 1996 (σεζόν του 1997) το εισήγαγε υπό το όνομα «StabiliTrak», στα κορυφαία μοντέλα της Cadillac. Έγινε έτσι η πρώτη αμερικανική αυτοκινητοβιομηχανία που προσέφερε κάτι τέτοιο. Από το 1999, άρχισε να διαδίδεται και στις άλλες εταιρείες του ομίλου και έως το 2007 έγινε στάνταρ σε όλα τα SUV και van της GM που πωλούνται στις ΗΠΑ και στον Καναδά, εκτός από ορισμένες εκδόσεις για εταιρικές πωλήσεις. Αν και τα περισσότερα μοντέλα της General Motors για την αμερικανική αγορά χρησιμοποιούν το όνομα «StabiliTrak», στις αγορές των άλλων ηπείρων η GM χρησιμοποιεί την ονομασία «Electronic Stability Control», με εξαίρεση το Saab 9-7X, όπου αναφέρεται επίσημα ως «StabiliTrak». Το 2000, και η Ford εισήγαγε τη δική της εκδοχή, υπό το όνομα AdvanceTrac.Γενικότερα, αμέσως μετά την αλλαγή της χιλιετίας το ΕSΡ εξαπλώθηκε ραγδαία σε όλες τις αυτοκινητοβιομηχανίες και κατά τη δεκαετία του 2010 είναι πλέον σπάνιο να βρεθεί μοντέλο στην αγορά χωρίς αυτό, έστω και προαιρετικά. Κατά κανόνα, όταν είναι έξτρα, προσφέρεται ως τμήμα ενός ακριβότερου επιπέδου εξοπλισμού ή ενός εξοπλιστικού πακέτου, μαζί με άλλα στοιχεία εξοπλισμού. Αντιθέτως, είναι πάρα πολύ σπάνιο να υπάρχει ως ξεχωριστή προαιρετική επιλογή - αν πάντως συμβεί αυτό, το έξτρα κόστος μπορεί να είναι μόλις 250 δολάρια ΗΠΑ.Αποτελεί μετεξέλιξη των συστημάτων ABS και traction control system και περιλαμβάνει τα ίδια εξαρτήματα με τα δύο αυτά συστήματα* και, επιπλέον, έναν μεγάλο αριθμό αισθητήρων που έχουν την ικανότητα να «προβλέπουν» πιθανή απώλεια ελέγχου του οχήματος. Οι επιπρόσθετοι αυτοί αισθητήρες είναι οι εξής:Αισθητήρας γωνίας στροφής τιμονιού,Αισθητήρας γωνίας στροφής του οχήματος. Τα στοιχεία συγκρίνονται με αυτά του προηγούμενου αισθητήρα, ώστε να ανιχνευτεί τυχόν απόκλιση μεταξύ της επιθυμητής από τον οδηγό πορείας και της πραγματικής πορείας του αυτοκινήτου,Αισθητήρας ταχύτητας και επιτάχυνσης του αυτοκινήτου,Αισθητήρας ταχύτητας για τον κάθε τροχό του αυτοκινήτου ξεχωριστά,Αισθητήρας πλευρικής και γωνιακής επιτάχυνσης.Όλοι οι παραπάνω αισθητήρες ελέγχονται πλήρως από μία Κεντρική Ηλεκτρονική Μονάδα, η οποία διαρκώς επεξεργάζεται τις πληροφορίες που λαμβάνει και τις συγκρίνει με τις εντολές του οδηγού 25 φορές / δευτερόλεπτο. Με βάση τον συνδυασμό όλων αυτών των πληροφοριών, μπορεί να αντιληφθεί εγκαίρως αν υπάρχει απόκλιση μεταξύ των εντολών του οδηγού και της πορείας του οχήματος. Αν διαπιστώσει κίνδυνο εκτροπής από την επιθυμητή πορεία, τότε:ενεργοποιεί το φρένο του κατάλληλου τροχού ή τροχών και τον / τους φρενάρει (στην πρωταρχική του μορφή - σε κάποια μεταγενέστερα μοντέλα, η μορφή αυτή αναφερόταν ως Σύστημα Ευστάθειας στις Στροφές / Cornering Stability Control / CSC, σε αντιδιαστολή με το πλήρες ESP και είχε υπό έλεγχο το σύστημα πέδησης κατά την οδήγηση σε στροφές),στα νεότερα μοντέλα μπορεί ακόμα και να μειώσει προσωρινά την ισχύ του κινητήρα, ώστε να σταθεροποιήσει το αυτοκίνητο και να βοηθήσει τον οδηγό να το επαναφέρει στην επιθυμητή πορεία του.Οι εγχυτήρες (μπεκ) στα συστήματα έγχυσης καυσίμου (fuel injection) είναι τα εξαρτήματα μέσω των οποίων το καύσιμο διασκορπίζεται στο θάλαμο καύσης των πετρελαιοκινητήρων. Είναι τα τελευταία εξαρτήματα στο σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου, παραλαμβάνουν το καύσιμο με υψηλή πίεση από την αντλία έγχυσης, προετοιμάζουν το καύσιμο για ψεκασμό με την βοήθεια των κατάλληλα διαμορφωμένων ακροφυσίων και το διασκορπίζουν στους θαλάμους καύσης του κινητήρα.Το μπέκ είναι το τελευταίο εξάρτημα του συστήματος τροφοδοσίας του κινητήρα. Ο ψεκασμός του καυσίμου πρέπει να μπορεί να δώσει στον κινητήρα τόσο την ελάχιστη ποσότητα καυσίμου (στο ρελαντί ή στην περίπτωση κίνησης χωρίς φορτίο), όσο και την μεγαλύτερη ποσότητα (στο πλήρες φορτίο). Γι΄αυτό, οι διάφορες καταστάσεις λειτουργίας πρέπει να βρίσκονται στην γραμμική χαρακτηριστική ζώνη ψεκασμού του μπέκ. Ο ομοιόμορφος καταμερισμός του μίγματος αέρα-καυσίμου σε όλους τους κυλίνδρους είναι πολύ σημαντικός. Εκτός από τα χαρακτηριστικά της πολλαπλής εισαγωγής, ο καταμερισμός εξαρτάται από την θέση τοποθέτησης και από την ποιότητα διασκορπισμού του μπέκ. Η καλύτερη θέση του μπέκ στο γκρουπ ψεκασμού αποφασίζεται στη φάση σχεδιασμού του κινητήρα.Το μπέκ στηρίζεται σε ένα υποστήριγμα στο πάνω μέρος του γκρουπ ψεκασμού που έχει κατασκευαστεί ώστε να επιτρέπει την τέλεια προετοιμασία του μίγματος και είναι τοποθετημένο, δια μέσου ενός βραχίονα, σε κεντρική θέση ως προς την ροή του εισερχόμενου αέρα. Αυτός ο τρόπος συναρμολόγησης πάνω από την πεταλούδα γκαζιού, έχει ως αποτέλεσμα την πλήρη ανάμιξη του καυσίμου με τον εισερχόμενο αέρα. Γι΄αυτό τον λόγο, το καύσιμο ψεκάζεται μέσα στη ζώνη της μέγιστης διατάραξης που βρίσκεται μεταξύ της πεταλούδας και του γκρουπ ψεκασμού. Η στεγανότητα του μπέκ προς τα έξω εξασφαλίζεται από στεγανοποιητικά δακτυλίδια (o-ring). Ένα πλαστικό ημισφαιρικό κάλυμμα που κλείνει από πάνω τον θάλαμο συναρμολόγησης, περιέχει την ηλεκτρική σύνδεση του μπέκ και εξασφαλίζει την αξονική του στήριξη. Το μπέκ αποτελείται από το σώμα και το συγκρότημα ψεκασμού.Το σώμα του ψεκαστήρα περιέχει την μαγνητική περιέλιξη και τις επαφές. Το συγκρότημα ψεκασμού, περιέχει ένα ακροφύσιο και μια βελόνα, η οποία οδηγείται από τον οπλισμό του ηλεκτρομαγνήτη. Με έλλειψη ρεύματος στη περιέλιξη, ένα ελικοειδές ελατήριο σπρώχνει με την βοήθεια της πίεσης του συστήματος την βαλβίδα στην έδρα της. Όταν η περιέλιξη διεγείρεται, η βελόνα υψώνεται περίπου 0,06 mm από την έδρα της και το καύσιμο διαφεύγει δια μέσου μιας κυκλικής οπής. Στο κάτω μέρος υπάρχει μια κυλινδρική προεξοχή (ακίδα), η οποία βοηθάει στον σωστό διασκορπισμό του καυσίμου. Οι διαστάσεις του ανοίγματος της βελόνας και του ακροφυσίου, καθορίζουν την "στατική παροχή", δηλ. την ανώτερη ροή καυσίμου με ανοιχτό ψεκαστή. Η "δυναμική παροχή" που είναι ροή με διακοπές, εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του ελατηρίου, από την μάζα της βελόνας, από το μαγνητικό κύκλωμα και από τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος εξόδου του "εγκεφάλου". Έχοντας σταθερή την (διαφορική) πίεση του καυσίμου, η πραγματική ποσότητα του μεταβαλλόμενου σε λεπτά σταγονίδια καυσίμου από τον ψεκαστή, εξαρτάται μόνο από την διάρκεια του ανοίγματος (διάρκεια ή χρόνος ψεκασμού). Εξ΄αιτίας των διαδοχικών ηλεκτρικών παλμών ψεκασμού –σε κάθε παλμό ανάφλεξης αντιστοιχεί ένας παλμός ψεκασμού- το μπέκ πρέπει να έχει πολύ χαμηλούς χρόνους αδράνειας. Η πολύ μικρή μάζα της βελόνας και το καλύτερο μαγνητικό κύκλωμα, επιτρέπουν χρόνους ανοιγοκλεισίματος μικρότερους του ενός ms. Με αυτόν τον τρόπο εξασφαλίζεται μια ακριβής δόση καυσίμου και σε μικρές παροχές.Το καύσιμο ψεκάζεται με υψηλή πίεση, της οποίας η μέγιστη τιμή φτάνει τα 1.200 Bar ή και περισσότερο. Σε τόσο μεγάλες πιέσεις το καύσιμο δεν μοιάζει ως κανονικό υγρό αλλά αρχίζει και γίνεται συμπιεστό. Ο χρόνος έγχυσης είναι περίπου 1 χιλιοστό του δευτερολέπτου. Το ακροφύσιο του εγχυτήρα παίζει σπουδαίο ρόλο στο τρόπο διασκορπισμού του καυσίμου. Η διάμετρος και το μήκος της οπής καθώς και η όλη σχεδίαση του ακροφυσίου καθορίζουν τον τρόπο διασκορπισμού του καυσίμου μέσα στον θάλαμο καύσης, με αποτέλεσμα να επηρεάζουν κατά πολύ την ισχύ εξόδου, την κατανάλωση του καυσίμου και τις εκπομπές καυσαερίων.Η τελική παροχή του καυσίμου μέσα στο θάλαμο καύσης προσδιορίζεται επακριβώς από την διατομή του ακροφυσίου και την προς τα πάνω κίνηση της βελόνας του. Επίσης το ακροφυσίο πρέπει να απομονώνει το σύστημα έγχυσης αφενός από τις υψηλές θερμοκρασίες που επικρατούν στο θάλαμο καύσης (μέχρι 1.000°C), αφετέρου από τα συμπιεσμένα αέρια που επικρατούν μέσα σ' αυτόν.Για να αποφευχθεί η είσοδος των αερίων καύσης στο σύστημα έγχυσης, θα πρέπει καθ' όλη τη διάρκεια έγχυσης που παραμένουν ανοιχτά τα ακροφύσια, η πίεση του καυσίμου να είναι μεγαλύτερη από την πίεση καύσης. Αυτό είναι δύσκολο να επιτευχθεί κυρίως κατά το πέρας της έγχυσης και απαιτείται απόλυτη συνεργασία μεταξύ της αντλίας έγχυσης, του ακροφυσίου και του ελατηρίου πίεσης.Το παρμπρίζ ή ανεμοθώρακας ενός αεροπλάνου, αυτοκινήτου, λεωφορείου, φορτηγού ή τρένου είναι το εμπρόσθιο κρύσταλλο. Τα παρμπρίζ νέας τεχνολογίας είναι κατασκευασμένα από αντικολλητικό κρύσταλλο ασφαλείας, το οποίο αποτελείται από δύο καμπυλωτά φύλλα γυαλιού με ένα διάφανο πλαστικό στρώμα ανάμεσα, και τοποθετούνται πάνω στο πλαίσιο του οχήματος κολλητά - συνήθως χρησιμοποιώντας υλικά από μείγμα πολυουρεθάνης και σιλικόνης. Παλιότερα τα παρμπρίζ ήταν κατασκευασμένα από ένα μόνο φύλλο γυαλιού το οποίο, κατά το στάδιο της παραγωγής, περνούσε από ειδικές διαδικασίες επισκλήρυνσης. Αυτά τα κρύσταλλα ήταν τοποθετημένα πάνω στο πλαίσιο με ειδικά ελαστικά ή ειδικές ελαστικές μονωτικές ασφάλειες. Οι ανεμοθώρακες νέας γενιάς συμβάλλουν στην συνολική ακαμψία ενός οχήματος.Οι ανεμοθώρακες προστατεύουν τους επιβάτες από τον άνεμο, καιρικά φαινόμενα και διάφορα αντικείμενα όπως σκόνη, πετραδάκια και έντομα. Σε συνδυασμό με την οροφή ενός επιβατικού, ένα σωστά τοποθετημένο παρμπρίζ αυξάνει δραστικά την παθητική ασφάλεια του οχήματος ειδικά σε περίπτωση ανατροπής του αυτοκινήτου.Ο Προφυλακτήρας είναι μέρος του πρόσθιου και του οπίσθιου τμήματος ενός αυτοκινήτου. Ο ρόλος του είναι να προστατεύει το αυτοκίνητο σε περίπτωση σύγκρουσης και να περιορίζει τις υλικές καταστροφές του αυτοκινήτου. Κατασκευάζεται από ελαφρύ μέταλλο ή πλαστικό.Το σύστημα αντιμπλοκαρίσματος τροχών είναι ένα ηλεκτρονικό και μηχανικό σύστημα ελέγχου της κίνησης των τροχών κατά τη διαδίκασια φρεναρίσματος ενός οχήματος (αυτοκίνητο, μοτοσυκλέτα κ.ά) έτσι ώστε να αποφεύγεται η διαρκής ακινητοποίηση τους (μπλοκάρισμα). Το μπλοκάρισμα των τροχών είναι μη επιθυμητό κατά το φρενάρισμα ενός αυτοκίνητου γιατί μειώνει σημαντικά την πρόσφυση του, δηλαδή μειώνει τη δυνατότητα αλλαγής πορείας και υπό ορισμένες συνθήκες αυξάνει σημαντικά το χρόνο που απαιτείται για την ακινητοποίηση του.Η όλο και μεγαλύτερη ανάγκη για μείωση των ατυχημάτων, τα οποία προκαλούνται από την αυξανόμενη πυκνότητα της κυκλοφορίας και τις υψηλότερες ταχύτητες και τα οποία έχουν ως συνέπεια μεγάλους αριθμούς νεκρών και τραυματιών, οδήγησε τα τελευταία χρόνια την παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία σε εντατικές προσπάθειες για βελτίωση τόσο της ενεργητικής όσο και της παθητικής ασφάλειας των οχημάτων. Σημαντική συμβολή στην ενίσχυση της ενεργητικής ασφάλειας έχει προσφέρει τις τελευταίες δεκαετίες το Σύστημα Αντιμπλοκαρίσματος Τροχών (Anti-lock Braking System / ABS).Όταν ένας, όχι πολύ έμπειρος, οδηγός αυτοκινήτου βρίσκεται μπροστά σε κίνδυνο, έχει την τάση να πατάει το πεντάλ του φρένου ως το τέλος της διαδρομής του. Με αυτόν τον τρόπο, όμως, προκαλείται το μπλοκάρισμα των τροχών με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο να μην ελέγχεται. Σε τέτοιες ακριβώς περιπτώσεις, που ο οδηγός δε μπορεί εύκολα να ελέγξει τις αντιδράσεις του, επεμβαίνει το σύστημα αντιμπλοκαρίσματος τροχών / ABS. Το ABS ελέγχει την πίεση των υγρών των φρένων που εφαρμόζεται στον κύλινδρο του φρένου κάθε τροχού από την αντλία των φρένων, ώστε να μη μπλοκάρει κανένας τροχός, ακόμη και όταν το πεντάλ έχει πατηθεί με μεγάλη δύναμη. Εξασφαλίζει έτσι την ικανότητα πλήρους ελέγχου του αυτοκινήτου και την ευστάθεια πορείας κατά το φρενάρισμα.Η πορεία που θα ακολουθήσει ένα αυτοκίνητο εάν μπλοκάρουν οι τροχοί κατά το φρενάρισμα πανικού, διαφέρει ανάλογα με την ύπαρξη ή μη συστήματος ABS. Το αυτοκίνητο χωρίς ABS θα στρίψει με κατεύθυνση τη στροφή αλλά και ταυτόχρονα θα ακολουθήσει περιστροφή του αυτοκινήτου γύρω από τον άξονά του, με αποτέλεσμα να εκτραπεί από την πορεία του. Αντίθετα, το αυτοκίνητο με ABS θα παραμείνει στη διεύθυνση κίνησης επάνω στη στροφή χωρίς ιδιαίτερο πρόβλημα.Το ABS προσφέρει στον οδηγό, εκτός από τη διατήρηση της σταθερότητας και του ελέγχου του αυτοκινήτου κατά το φρενάρισμα τόσο στην ευθεία όσο και στις στροφές, και τις παρακάτω λειτουργίες:Ενώ εφαρμόζεται δύναμη φρεναρίσματος και πριν ενεργοποιηθεί ο μηχανισμός του ABS, η δύναμη κατανέμεται μεταξύ των μπροστινών και πίσω τροχών, έτσι ώστε να μη μπλοκάρουν οι οπίσθιοι τροχοί πολύ νωρίτερα από τους πρόσθιους και να εξασφαλιστεί η σταθερή πορεία του αυτοκινήτου.Επιτυγχάνεται συχνά το ιδανικό διάστημα πέδησης.Το σύστημα αντιμπλοκαρίσματος τροχών ABS εκμεταλλεύεται σχεδόν πλήρως τα όρια που παρέχουν οι φυσικές ιδιότητες των ελαστικών και του οδοστρώματος.Η απόδοση ενός συστήματος πέδησης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, που έχουν άμεση ή έμμεση σχέση με το σύστημα και επηρεάζουν τη συνολική επιβράδυνση του αυτοκινήτου.Οι παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η συνολική απόδοση του συστήματος πέδησης είναι: Η λειτουργική κατάσταση του συστήματος πέδησης και ιδιαίτερα ο συντελεστής τριβής που αναπτύσσεται ανάμεσα σε τύμπανο – σιαγόνες ή ανάμεσα σε δίσκους – τακάκια.Η κατάσταση των ελαστικών και του οδοστρώματος και ο συντελεστής τριβής μεταξύ ελαστικών και οδοστρώματος.Κατά το φρενάρισμα αναπτύσσεται μία δύναμη τριβής μεταξύ ελαστικού και οδοστρώματος. Ταυτόχρονα δημιουργείται ολίσθηση ανάμεσα στο ελαστικό και την επιφάνεια του οδοστρώματος. Όσο πιο μεγάλος είναι ο συντελεστής τριβής και όσο πιο μικρό το ποσοστό της ολίσθησης κάθε τροχού, τόσο καλύτερη είναι και η απόσταση φρεναρίσματος.Όταν μπλοκάρει ένας τροχός, επομένως, έχει ολίσθηση 100% και η δύναμη τριβής είναι κατά κανόνα μικρότερη από εκείνη που εμφανίζεται σε τροχό που κυλάει ακόμα. Το σύστημα ABS δημιουργεί τέτοιες συνθήκες δυνάμεων πέδησης στον τροχό έτσι, ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη δύναμη τριβής. Ταυτόχρονα απομένει μία αρκετά μεγάλη δύναμη πλάγιας ευστάθειας για να υπάρχει ικανότητα εκτέλεσης ελιγμών και να εξασφαλίζεται η ευστάθεια της πορείας.Για να επιτύχει τις παραπάνω ιδανικές συνθήκες πέδησης, το σύστημα ABS ελέγχει την πίεση των υγρών των φρένων. Ο έλεγχος της πίεσης των υγρών των φρένων περιλαμβάνει τρία βασικά στάδια λειτουργίας του συστήματος:Την αύξηση της πίεσης.Την συγκράτηση της πίεσης σε σταθερή τιμή.Την μείωση της πίεσης.Η αρχική αύξηση της πίεσης προέρχεται από τη δύναμη που ασκεί ο οδηγός στο πεντάλ του φρένου. Στη συνέχεια η συγκράτηση, η μείωση και η αύξηση πάλι της πίεσης γίνεται από το ίδιο το σύστημα. Με τον τρόπο αυτό, το μπλοκάρισμα των τροχών καθίσταται αδύνατο ενώ η πέδηση πραγματοποιείται στο σημείο της μέγιστης δυνατής τριβής, επιτυγχάνοντας το βέλτιστο δυνατό φρενάρισμα του οχήματος. Σημειώνεται ότι τα οχήματα που διαθέτουν σύστημα αντιμπλοκαρίσματος τροχών, ακριβώς εξαιτίας του γεγονότος ότι οι τροχοί δεν μπλοκάρουν δεν δημιουργούν ίχνη πέδησης των ελαστικών στο οδόστρωμα.Οι αισθητήρες στροφών των τροχών ανιχνεύουν την ταχύτητα περιστροφής καθενός τροχού και παράγουν σήματα εξόδου. Τα σήματα αυτά πληροφορούν την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για την ολίσθηση ή μη των τροχών. Ο αισθητήρας στροφών είναι αισθητήρας επαγωγικού τύπου. Αποτελείται από ένα πηνίο τυλιγμένο γύρω από έναν μόνιμο μαγνήτη. Μπροστά από τον αισθητήρα περιστρέφεται ένας οδοντωτός τροχός. Κατά την περιστροφή του οδοντωτού τροχού μπροστά από τον αισθητήρα παράγεται μία εναλλασσόμενη τάση. Η συχνότητα της παραγόμενης τάσης είναι ανάλογη με την περιστροφή του τροχού. Το σήμα της παραγόμενης τάσης πληροφορεί την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για την περιστροφή τροχών.Ο οδοντωτός τροχός τοποθετείται στο ημιαξόνιο του τροχού, στην πλήμνη, στο διαφορικό ή στον κεντρικό άξονα. Ο αισθητήρας στροφών τοποθετείται σε σταθερή θέση, σε απόσταση 1 - 1,5 mm από τον οδοντωτό τροχό.Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (συχνά αποκαλείται "εγκέφαλος") του ABS, με βάση τα σήματα από τους αισθητήρες στροφών των τροχών, στέλνει σήματα λειτουργίας προς την ηλεκτροϋδραυλική μονάδα του ABS, για τον έλεγχο της πίεσης των υγρών που εφαρμόζεται στον μικρό κύλινδρο του φρένου κάθε τροχού, ώστε να αποτραπεί το μπλοκάρισμά του.Επομένως η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου είναι ένας μικρός ηλεκτρονικός υπολογιστής. Δέχεται από τους αισθητήρες των στροφών τα ηλεκτρικά σήματα, που είναι μεγέθη ανάλογα προς την ταχύτητα των τροχών και αναφέρονται στην επιτάχυνση, την επιβράδυνση και την ολίσθηση. Με βάση τα σήματα που δέχεται υπολογίζει την ταχύτητα επιβράδυνσης των τροχών και δίνει εντολή στην ηλεκτροϋδραυλικη μονάδα και τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες του συστήματος για τη μείωση, τη συγκράτηση ή την αύξηση της πίεσης του κυκλώματος. Συνήθως δυο ξεχωριστά ηλεκτρονικά κυκλώματα στην ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου εξασφαλίζουν την ομαλή λειτουργία του συστήματος.Συνήθεις λυχνίες ένδειξης δυσλειτουργίας του ABS στον πίνακα οργάνων.Ένα σύστημα αυτοδιάγνωσης, ανάλογο με αυτό που υπάρχει στα ηλεκτρονικά συστήματα ψεκασμού, ελέγχει την κατάσταση των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, καθώς και των καλωδιώσεων. Εάν υπάρχει κάποιο πρόβλημα στο σύστημα, τότε ανάβει η ενδεικτική λυχνία (ABS) που υπάρχει στον πίνακα των οργάνων. Έτσι, ενημερώνεται ο οδηγός ότι υπάρχει βλάβη στο σύστημα και πρέπει να το ελέγξει στο ειδικό συνεργείο.Το ίδιο το σύστημα μπορεί να τεθεί εκτός λειτουργίας, εάν υπάρχει σοβαρό πρόβλημα.Όταν υπάρχει κάποια δυσλειτουργία και έχει ανιχνευθεί κάποια βλάβη, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του ABS διακόπτει την τάση τροφοδοσίας του ηλεκτρονόμου (ρελέ) που τροφοδοτεί την ηλεκτροϋδραυλική μονάδα. Τότε το σύστημα ABS δεν λειτουργεί και το σύστημα πέδησης λειτουργεί όπως ένα συμβατικό σύστημα.Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου του συστήματος ABS μπορεί να είναι τοποθετημένη στον χώρο του κινητήρα, στο εσωτερικό του χώρου των επιβατών ή να είναι ενσωματωμένη μαζί με την ηλεκροϋδραυλική μονάδα.Η ηλεκτροϋδραυλικη μονάδα του ABS λειτουργεί σύμφωνα με τα σήματα της ηλεκτρονικής μονάδας του για τον έλεγχο της πίεσης των υγρών που εφαρμόζεται στα κυλινδράκια των 4 τροχών.Η ηλεκτροϋδραυλική μονάδα είναι αυτή που ενεργοποιείται από το σύστημα και περιλαμβάνει:τον ηλεκτροκινητήρα και την αντλία, που διοχετεύουν το υγρό των φρένων, το οποίο αφαιρεθηκε κατά τη μείωση της πίεσης από το κυλινδρακι του τροχού, πάλι πίσω στο αντίστοιχο κύκλωμα των φρένων.τον συσσωρευτή της πίεσης του κυκλώματος, που διατηρεί την πίεση του συστήματος σταθερή τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, για τη ρύθμιση της πίεσης του κυκλώματος τον αποσβεστήρα παλμών: Με τη λειτουργία των ηλεκτρομαγνητικών βαλβίδων παρουσιάζεται αυξομείωση της πίεσης των υγρών των φρένων. Αυτό δημιουργεί παλμικές κινήσεις στο σύστημα, οι οποίες φθάνουν μέχρι το πεντάλ φρένων του οδηγού. Οι παλμικές αυτές κινήσεις αποσβέννυνται από τον αποσβεστήρα παλμών που υπάρχει στην διάταξη της ηλεκροϋδραυλικής μονάδας.τους ποικίλους ηλεκτρονόμους (ρελέ), όπως το ρελέ της αντλίας, το ρελέ λειτουργίας έκτακτης ανάγκης κτλ.Σύστημα διεύθυνσης ονομάζουμε το σύνολο των μερών, συνδέσμων κτλ. που επιτρέπουν σε κάθε όχημα να ακολουθήσει την επιθυμητή πορεία. Εξαίρεση είναι το τραίνο, στο οποίο την λειτουργία αυτή την επιτυγχάνουν οι σιδηροτροχιές, σε συνδυασμό με διακόπτες.Στην πιο συμβατική του διαμόρφωση, το σύστημα διεύθυνσης περιλαμβάνει το τιμόνι, τους μπροστινούς τροχούς και τον άξονα του τιμονιού που τα διασυνδέει.Το σύστημα πλοήγησης οχημάτων βασίζεται στο σύστημα εντοπισμού θέσης GPS (Global Positioning System). Αποτελείται από ένα σύνολο συσκευών που, συνεργαζόμενες έχουν ως αποτέλεσμα την καθοδήγηση του οδηγού του οχήματος έτσι, ώστε, μέσω ηλεκτρονικού χάρτη καθοδήγησης να φτάσει στον προορισμό του. Το σύστημα αυτό βασίζεται σε ένα σύνολο δορυφόρων το οποίο, ως αρχικός οδηγός, δίνει πληροφορίες σε μια ηλεκτρονική συσκευή εγκατεστημένη στο όχημα και συνεργάζεται, με το κατάλληλο λογισμικό, με ενσωματωμένους ηλεκτρονικούς χάρτες, ώστε να μπορεί ο οδηγός να εντοπίζει σε αυτούς την θέση στην οποία βρίσκεται με το όχημά του.Το πρώτο δορυφορικό σύστημα, ήταν ένα σύστημα που κατασκευάστηκε από τον στρατό των ΗΠΑ το 1960. Οι δορυφόροι εγκαταστάθηκαν στις καθορισμένες τροχιές τους και μετέδιδαν (ραδιοφωνικά) σήματα σε γνωστή συχνότητα. Η λαμβανόμενη συχνότητα διαφέρει ελαφρά από τη συχνότητα ραδιοφωνικής μετάδοσης, λόγω της μετακίνησης του δορυφόρου όσον αφορά το δέκτη (φαινόμενο Doppler). Με τον έλεγχο αυτής της μετατόπισης συχνότητας σε σύντομο χρονικό διάστημα, ο δέκτης μπορεί να καθορίσει τη θέση του στην μία ή στην άλλη πλευρά του δορυφόρου. Διάφορες τέτοιες μετρήσεις συνδυάζονται με ακριβή γνώση της τροχιάς του δορυφόρου και μπορούν να καθορίσουν μία συγκεκριμένη θέση.Ταυτόχρονα με το GPS, η πρώην Σοβιετική Ένωση προχώρησε στη δημιουργία ενός παρόμοιου συστήματος προσδιορισμού θέσης με την ονομασία GLONASS. Αρχικά, ο χαρακτήρας του συστήματος GLONASS ήταν στρατιωτικός, αντίστοιχος με το GPS, και κάλυπτε τις ανάγκες της Πρώην Σοβιετικής Ένωσης και των συμμαχικών της χωρών. Με τη διάλυση της Σοβιετικής Ένωσης και τις αλλαγές σε πολιτικό επίπεδο, η χρήση του συστήματος GLONASS άρχισε να επεκτείνεται και έξω από τα σύνορα της Σοβιετικής Ένωσης. Τα τελευταία χρόνια έχει γίνει μια σημαντική προσπάθεια για την συνεργασία των συστημάτων GPS και GLONASS, η οποία δίνει μεγαλύτερη κάλυψη της επιφάνειας της γης για τους χρήστες των συστημάτων αυτών και μεγαλύτερο πλήθος παρατηρούμενων δορυφόρων.Συνοπτικά, το GPS είναι ένα δορυφορικό σύστημα προσδιορισμού θέσης (3-Δ), χρόνου και ταχύτητας για ακίνητο και κινούμενο δέκτη σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα (από μερικά δευτερόλεπτα μέχρι λίγες ώρες ανάλογα με το είδος των εφαρμογών) παραβλέποντας κλασικές επίγειες τεχνικές που εφαρμόζονται όπως ο τριγωνισμός, ο τριπλευρισμός ή, συνήθως, ο συνδυασμός αυτών των δυο μεθόδων, που παρέχουν τις επιφανειακές ελλειψοειδείς συντεταγμένες και η υψομετρία, που παρέχει την τρίτη παράμετρο, το υψόμετρο. Βασίζεται στις αρχές λειτουργίας των παθητικών δορυφορικών συστημάτων και εξασφαλίζει συνεχή, παγκόσμια πλοήγηση ανεξάρτητα από τις καιρικές συνθήκες σε απεριόριστο αριθμό χρηστών.Η βασική αρχή στην οποία στηρίζεται είναι ο προσδιορισμός θέσης με την μέτρηση τεσσάρων «συντεταγμένων» μεταξύ του παρατηρητή και του δορυφόρου. Γι' αυτό η σχεδίαση των τροχιών των δορυφόρων έγινε με τέτοιο τρόπο, ώστε να είναι δυνατή η παρατήρηση τεσσάρων τουλάχιστον δορυφόρων από οποιοδήποτε σημείο της γης για κάθε στιγμή. Για τον προσδιορισμό της θέσης ενός σημείου στο χώρο αρκούν οι μετρήσεις των αποστάσεων από τρία σημεία γνωστών συντεταγμένων. Βέβαια, θα αρκούσαν και τρεις δορυφόροι για τον προσδιορισμό της θέσης ενός σημείου στο σύστημα αναφοράς των δορυφόρων. Ο λόγος που απαιτούνται τουλάχιστον τέσσερις δορυφόροι (αποστάσεις) είναι για να προσδιορίζεται η διαφορά ανάμεσα στην ένδειξη του χρονομέτρου του χρήστη και την ένδειξη του χρονομέτρου του δορυφόρου, δηλαδή η καθυστέρηση του χρονομέτρου του δέκτη σε σχέση με το χρόνο αναφοράς του GPS. Ακριβώς για αυτό το λόγο της ύπαρξης αυτού του σφάλματος χρησιμοποιείται ο όρος ψευδοαπόσταση.Ο χρόνος αναφοράς του GPS έχει ως σημείο έναρξης την 00.00 UTC της 5ης Ιανουαρίου 1980. Η προσδιοριζόμενη θέση (Χ,Υ,Ζ) αναφέρεται στο Παγκόσμιο Γεωκεντρικό Σύστημα Αναφοράς 1984, γνωστό ως WGS 84. Το σήμα που εκπέμπει κάθε δορυφόρος είναι μοναδικό και εξαιρετικά σύνθετο και βασίζεται σε δυο φέρουσες συχνότητες στην περιοχή του φάσματος των μικροκυμάτων.L1 = 154 x 10.23 = 1575.42 ΜΗz & L2 = 120 x 10.23 = 1227.60 MHz,πολλαπλάσιες της βασικής συχνότητας των 10.23 ΜΗz.Γενικότερα, για την απαλοιφή συστηματικών σφαλμάτων, χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία πέραν των δύο συχνοτήτων διάφοροι γραμμικοί συνδυασμοί τους όπως η L3 για εξάλειψη του φαινομένου της ιονοσφαιρικής διάθλασης για καλύτερη απόδοση .Το σήμα παράγεται από την σύνθεση δυο κωδικών μοναδικών για κάθε δορυφόρο, του C/A (coarse/acquisition) που προστίθεται μόνον στον φορέα (συχνότητα) L1 και του P (ακρίβεια, precision), που διαμορφώνεται και στις δυο συχνότητες L1, L2. Οι κώδικες καλούνται και ψευδοτυχαίοι εξαιτίας του γεγονότος ότι με τη βοήθεια αυτών είναι δυνατή η μέτρηση των ψευδοαποστάσεων που προαναφέρθηκαν. Ο δέκτης (ή αλλιώς συσκευή πλοήγησης) δέχεται το σήμα, συγκρίνει τον λαμβανόμενο κώδικα με ένα αντίγραφο που παράγει ο ίδιος και, τελικά, ταυτίζει το σήμα και ο χρόνος διαδρομής του σήματος πολλαπλασιαζόμενος με την ταχύτητα του φωτός c παρέχει την απόσταση μεταξύ δέκτη και δορυφόρου. Αυτή η απόσταση είναι η ψευδοαπόσταση και δεν περιλαμβάνει την χρονική ολίσθηση μεταξύ χρονομέτρων δέκτη και δορυφόρου, η οποία προστίθεται σαν επιπλέον άγνωστος στην τελική εξίσωση υπολογισμού.Παρακάτω,φαίνονται αίτια που μπορούν να προκαλέσουν σφάλματα σε ότι αφορά στην θέση του δέκτη,κ το μέγεθος του σφάλματος σε μέτρα.Αίτιο (Σφάλμα σε μέτρα) Ιονοσφαιρικη επίδραση: (+ - 5μ.) Σφάλμα δορυφορικού ρολογιού: (+ - 2μ.) Τροποσφαιρικη επιδραση: (+ - 0,5μ.) Αριθμητικά λάθη σε υπολογισμούς: (+ - 1μ.) Σφάλματα λόγω αστρονομικού ημερολογίου: (+ - 2,5μ.) Εμπόδια (κτίρια, φαράγγια, τοίχοι κτλ): (+ - 1μ.) Οι μετρήσεις με δορυφορικό σύστημα εντοπισμού διακρίνονται σε δυο βασικές κατηγορίες, ανάλογα με το αν βασίζονται σε μετρήσεις:- ψευδοαποστάσεων - φάσεων.Ακριβέστερες από αυτές είναι οι μετρήσεις φάσεων. Στις μετρήσεις φάσεων μετράται η διαφορά φάσης του σήματος του δορυφόρου την στιγμή εκπομπής με την φάση του σήματος του δέκτη τη στιγμή της λήψης. Η διαφορά φάσης, σε κύκλους πολλαπλασιαζόμενη με το μήκος κύματος λ μετατρέπεται σε απόσταση.Τη στιγμή της λήψης ο δέκτης μετράει μόνο το κλασματικό μέρος της φάσης μιας και δε μπορεί να μετρήσει και τον ακέραιο αριθμό κύκλων που αντιστοιχεί στην απόσταση δορυφόρου-δέκτη. Επομένως, οι μετρήσεις φάσης παρουσιάζουν το πρόβλημα της αβεβαιότητας στον προσδιορισμό αυτού του ακέραιου αριθμού Ν, κάτι το οποίο λύνει με συγκεκριμένο αλγόριθμο ο κάθε δέκτης στην έναρξη των μετρήσεων.Σε τυχόν αδυναμία λήψης του σήματος χάνεται ένας αριθμός ακέραιων κύκλων με συνέπεια όλες οι επόμενες μετρήσεις να είναι μετατοπισμένες κατά τον ίδιο αριθμό κύκλων. Το πρόβλημα αυτό (ολίσθηση κύκλων) αντιμετωπίζεται όπως και η ασάφεια των ακέραιων κύκλων από το δέκτη κατά την προεπεξεργασία. Ο συνδυασμός μετρήσεων φάσης και κώδικα θεωρείται ο ιδανικότερος για τον εντοπισμό της ολίσθησης των κύκλων.Η μέθοδος RTK (Real Time Kinematic / Σχετικός κινηματικός προσδιορισμός) είναι κινηματικός προσδιορισμός, στην οποία χρησιμοποιούνται δύο δέκτες (base – rover) L1/L2, και είναι η μοναδική που μπορεί να δώσει αποτελέσματα καθώς και πληροφορίες για την ποιότητα της λύσης σε πραγματικό χρόνο. Για τη λειτουργία της μεθόδου, απαιτείται επικοινωνία μεταξύ των δεκτών, η οποία πραγματοποιείται είτε με κάποιο μόντεμ UHF είτε με κάποιο μόντεμ GSM/GPRS. Ο κινητός δέκτης λαμβάνει συνεχώς διορθώσεις από τη βάση και τις χρησιμοποιεί για να επιλύσει εν κινήσει (On The Fly) τις ασάφειες φάσης. Πλέον, ο χρήστης μπορεί να αποτυπώνει σε περιοχές περιορισμένης ορατότητας σε δορυφόρους (φυσικά ή τεχνητά εμπόδια) χωρίς να χάνεται χρόνος για επανέναρξη. Η ακρίβεια της συγκεκριμένης μεθόδου είναι της τάξης του εκατοστού και ο χρόνος που χρειάζεται είναι της τάξης του 1 δευτερολέπτου.ο όλο σύστημα αποτελείται από 28 τεχνητούς δορυφόρους. Το «Global Positioning System» (GPS) είναι το μόνο πλήρως λειτουργικό σύστημα πλοήγησης στην Γη (satellite navigation system).Ένας αστερισμός με GPS που μεταδίδουν ακριβή σήματα συγχρονισμού σε ραδιοφωνικούς ηλεκτρονικούς δέκτες GPS μας επιτρέπουν να καθορίσουμε ακριβώς μία θέση (γεωγραφικό μήκος, γεωγραφικό πλάτος, ύψος) ημέρα ή νύχτα, με οποιοδήποτε καιρό. Από τότε που το GPS έγινε πλήρως λειτουργικό το 1993, έχει γίνει εργαλείο ζωτικής σημασίας και σφαιρικής χρησιμότητας, αρκετά χρήσιμο στο αυτοκίνητο και ακόμα πιο αναγκαίο για την σύγχρονη ναυσιπλοΐα. Το GPS επίσης παρέχει και ακριβής χρονικές αναφορές, που απαιτούνται για κάποιες επιστημονικές έρευνες, συμπεριλαμβανομένης και της μελέτης των σεισμών.Το σύστημα αύξησης εκτενών ζωνών (WAAS), διαθέσιμο από τον Αύγουστο του 2000, αυξάνει την ακρίβεια του GPS μέσα σε 2 μέτρα για τους συμβατούς δέκτες. Με το GPS η ακρίβεια μπορεί να βελτιωθεί σε 1 εκατοστόμετρο, χρησιμοποιώντας άλλες τεχνικές όπως την διαφορική εξίσωση του GPS (DGPS).Βασίζεται σε επίγειους σταθμούς οι οποίοι εκπέμπουν σε FM ή ΑΜ. Δεν μπορούν όλοι οι δέκτες να εκμεταλλευτούν αυτό το σήμα. Η εμβέλεια των σταθμών φτάνει ως και 600 χλμ Οι σταθμοί κρατάνε στατιστικά στοιχεία για την θέση των δορυφόρων, έτσι ώστε μπορούν να διορθώνουν τα σφάλματα στο σήμα και τα εκπέμπουν στους δέκτες ώστε να διορθώσουν αντίστοιχα τους υπολογισμούς.Η ακρίβεια μέσω της διόρθωσης φτάνει τα 3 - 5 μέτρα.Το σύστημα αποτελείται από 25 επίγειους σταθμούς στην Βόρεια Αμερική. Παρέχει διορθωτικά δεδομένα τα οποία μεταδίδονται από έναν κεντρικό επίγειο σταθμό πίσω στους δορυφόρους και από τους δορυφόρους στους δέκτες. Αυτό σημαίνει ότι δεν χρειάζεται να είμαστε κοντά σε κάποιον επίγειο σταθμό για να εκμεταλλευτούμε τα δεδομένα αυτά.Τα σήματα μεταδίδονται όπως και στο βασικό GPS, άρα δεν χρειάζεται να υπάρχουν ειδικά κυκλώματα στον δέκτη.Οι γεωστατικοί δορυφόροι που υποστηρίζουν το WAAS (τελευταία πληροφόρηση 02/2004) είναι πάνω από τον Ειρηνικό και τον Δυτικό Ατλαντικό και καλύπτουν την Βόρεια Αμερική.Παρέχει, ωστόσο, λίγες δυνατότητες όταν χρησιμοποιείται έξω από την περιοχή κάλυψης των επίγειων σταθμών. Σε αρκετά μακρινές περιοχές (όπως στην Αυστραλία) έχει παρατηρηθεί ότι οι διορθώσεις του WAAS έχουν προκαλέσει λάθη στους υπολογισμούς και συνεπώς απόκλιση στην θέση του δέκτη.Η ακρίβεια μέσω της διόρθωσης φτάνει τα 2 - 3 μέτρα.Αυτή τη στιγμή το σύστημα χρησιμοποιείται σαν διορθωτικό του GPS, όπως και το WAAS. Οι δέκτες που υποστηρίζουν το EGNOS υποστηρίζουν και WAAS. Δημιουργήθηκε για τις ανάγκες της Ευρωπαϊκής Ένωσης.Αποτελείται από 3 γεωστατικούς δορυφόρους και 34 επίγειους σταθμούς. Στην πλήρη υλοποίηση του θα είναι ένα σύστημα αντίστοιχο με το GPS, θα δουλεύει όμως και ανεξάρτητα, με ονομασία Galileo και θα υποστηρίζεται από 30 δορυφόρους.Βρίσκεται σε δοκιμαστική περίοδο ήδη από το 2000. Η πλήρης υλοποίησή του, προγραμματίζεται να ολοκληρωθεί το 2014 [1] και θα παρέχει ακρίβεια λιγότερη του ενός μέτρου.Τα δορυφορικά συστήματα επιτρέπουν στις μικρές ηλεκτρονικές συσκευές να καθορίσουν θέσεις (γεωγραφικό μήκος, γεωγραφικό πλάτος και ύψος) μέσα σε μερικά μέτρα χρησιμοποιώντας τα χρονικά σήματα που μεταδίδονται με ραδιοσυχνότητες από τους δορυφόρους. Οι δέκτες στο έδαφος σε σταθερή θέση βέβαια, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και για επιστημονικά πειράματα που χρειάζεται ορισμός θέσεως.Για να έχουμε έναν πλοηγό στο αυτοκίνητο, αρκεί να εφοδιαστούμε με μία κατάλληλη συσκευή η οποία να έχει ενσωματωμένο GPS. Από την δεκαετία του 1990, πολλοί κατασκευαστές αυτοκινήτων άρχισαν να τοποθετούν στην κεντρική κονσόλα του αυτοκινήτου μία οθόνη, η οποία εκτός από τις λειτουργίες που αφορούν στο αυτοκίνητο (ραδιόφωνο,κατανάλωση,υπολογιστής ταξιδιού κτλ.), μπορεί να μετατραπεί και σε πλοηγό. Για να γίνει βέβαια αυτό, πρέπει ο κατασκευαστής να έχει εφοδιάσει το όχημα με τον απαραίτητο εξοπλισμό (GPS, μονάδα, κεραία κτλ). Το μόνο που πρέπει να κάνει ο οδηγός, είναι να ενσωματώσει στη συσκευή με κάποιον τρόπο τους χάρτες που τον αφορούν. Αν ο κατασκευαστής δεν έχει εξοπλίσει με κάτι τέτοιο την συσκευή, ο οδηγός θα πρέπει να εφοδιαστεί με μία συσκευή-πλοηγό (φορητό υπολογιστής τσέπης / pocket pc), ένα ρολόι ή και ένα κινητό τηλέφωνο) και να το τοποθετήσει σε κάποιο βολικό για την παρακολούθησή του σημείο στο εσωτερικό του αυτοκινήτου, ώστε να καθοδηγείται από αυτό. Το πλεονέκτημα του μηχανήματος αυτού είναι ότι με το να είναι φορητό, εκτός από το αυτοκίνητο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τον κάτοχο του και αλλού, όπως σε ένα σκάφος, σε δεύτερο αυτοκίνητο, στο σπίτι (αν είναι υπολογιστής) κτλ.Διάφορες μετρήσεις μπορούν να γίνουν συγχρόνως σε διάφορους δορυφόρους, επιτρέποντας με μια συνεχή αποτύπωση στον δέκτη και να παραχθούν στον πραγματικό χρόνο.Κάθε απόσταση μέτρησης, ανεξάρτητα από το σύστημα που χρησιμοποιείται, τοποθετεί το δέκτη σε μια σφαιρική θέση σε συγκεκριμένη απόσταση από τον εκφωνητή. Με τη λήψη διάφορων τέτοιων μετρήσεων και την έρευνα ενός σημείου όπου συναντιούνται, παράγεται μια αποτύπωση. Εντούτοις, στην περίπτωση των γρήγορων δεκτών, η θέση του σήματος κινείται όπως τα σήματα παραλαμβάνονται από διάφορους δορυφόρους. Επιπλέον, τα ραδιοκύματα παρουσιάζουν επιβράδυνση καθώς περνούν μέσω της ιονόσφαιρας, αυτή η επιβράδυνση ποικίλλει ανάλογα με τη γωνία του δέκτη στο δορυφόρο, επειδή αλλάζει η απόσταση μέσω της ιονόσφαιρας.Ο βασικός υπολογισμός προσπαθεί έτσι να βρει την πιο σύντομη κατεύθυνση της εφαπτομένης γωνίας στους 4 πόλους που τοποθετούνται σε 4 δορυφόρους.Οι δορυφορικοί δέκτες πλοήγησης μειώνουν τα λάθη με τη χρησιμοποίηση των συνδυασμών σημάτων από τους πολλαπλάσιους δορυφόρους και έπειτα την χρησιμοποίηση των τεχνικών όπως το φιλτράρισμα Kalman για να περιοριστεί ο θόρυβος.Η λειτουργία ενός συστήματος πλοήγησης αυτοκινήτου έχει ως εξής :α) Άνοιγμα της συσκευής - και αν είναι υπολογιστής τσέπης, επιλογή του προγράμματος πλοήγησης που έχουμε εφοδιαστεί.β) Αναμονή για την λήψη σήματος μέσω δορυφόρου.γ) Επιλογή προορισμού με εισαγωγή οδού, είτε με καθορισμό ενός σημείου στο χάρτη.δ) Επιλογή του τρόπου μετάβασης (συντομότερο σε χλμ.,ή μέσω κεντρικών οδόν).ε) Αναμονή για τον υπολογισμό της επιλεγμένης διαδρομής.στ) Επιλογή της διαδρομής - εμφανίζεται στην οθόνη και καθοδηγεί τον οδηγό καθ' όλη την πορεία μέχρι τον τελικό προορισμό, δίνοντας σχηματικές και φωνητικές κατευθύνσεις για την πορεία. Η πορεία που έχει επιλεγεί είναι μαρκαρισμένη στο χάρτη με διαφορετικό χρωματισμό, ώστε να μπορεί να βλέπει ο χρήστης της συσκευής όλη την διαδρομή που θα διανύσει.Σε όλη τη διαδρομή επίσης μπορεί να παίρνει πληροφορίες για την απόσταση και το χρόνο μέχρι τον προορισμό, την ταχύτητα με την οποία κινείται το όχημα, καθώς και το υψόμετρο που βρίσκεται .Τα περισσότερα συστήματα πλοήγησης συνδυάζουν την λειτουργικότητα με τη διασκέδαση. Με έναν τέτοιο δέκτη, μπορεί κανείς να παρακολουθεί ταινίες και βίντεο κλιπ, να ακούει τραγούδια, να συνδέεται στο Διαδίκτυο, ως και να παρακολουθεί τηλεοπτικές εκπομπές.Επίσης, σημαντικό είναι να τονιστεί ότι ανάλογα με το πρόγραμμα πλοήγησης που έχει επιλεγεί για τη συσκευή, είναι δυνατή η ενημέρωσή του με διάφορα πρόσθετα που προσφέρονται από το λογισμικό, που παρέχουν ορισμένες διευκολύνσεις. Τέτοια είναι διάφορα σημεία ενδιαφέροντος ανά περιοχές, επικίνδυνα σημεία δρόμων, διάφορα καταστήματα, κέντρα διασκέδασης, τράπεζες, σταθμοί βενζίνης, ξενοδοχεία, σχολεία, αθλητικά κέντρα, δημόσιες υπηρεσίες και πολλά άλλα ανάλογα με το πρόγραμμα και τις δυνατότητες του.Για να επιλέξει κανείς τον κατάλληλο δέκτη, αν δεν είναι εφοδιασμένο το αυτοκίνητό του εξ' αρχής, θα πρέπει αρχικά να έχει αποφασίσει τι ακριβώς θέλει να κάνει με την συγκεκριμένη συσκευή εκτός από την χρήση του σαν πλοηγό (π.χ. κινητό τηλέφωνο ή υπολογιστής). Στη συνέχεια, το κόστος της κάθε συσκευής είναι σημαντικός παράγοντας για την τελική επιλογή και επηρεάζει τον κάθε υποψήφιο αγοραστή.Όλες οι συσκευές αυτού του είδους συνοδεύονται με μία βάση, η οποία τοποθετείται στο όχημα σε κάποιο ορατό για τον οδηγό σημείο, χωρίς όμως να τον εμποδίζει κατά την οδήγηση. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να έχει λάβει κάνεις υπόψη του το χώρο που του παρέχεται και το μέγεθος της συσκευής.Τέλος, το πιο σημαντικό στο όλο σύστημα είναι το λογισμικό με το οποίο θα εφοδιαστεί η συσκευή. Το πρόγραμμα πλοήγησης θα πρέπει να καλύπτει τις απαιτήσεις του χρήστη σε ότι αφορά στην χρήση του, να είναι εφοδιασμένο με τους κατάλληλους, ενημερωμένους χάρτες, καθώς και να υποστηρίζεται με αναβαθμίσεις (συνήθως μέσω Διαδικτύου) για να μπορεί πάντα να δίνει σωστές πληροφορίες. Επίσης, στις αναβαθμίσεις συμπεριλαμβάνονται και όσες αφορούν στα πρόσθετα που ίσως έχουν τοποθετηθεί στο δέκτη, γιατί και αυτά χρειάζονται συχνή ενημέρωση.Συμπλέκτης είναι ο πρώτος μηχανισμός του συστήµατος µετάδοσης κίνησης και βρίσκεται αμέσως μετά τον κινητήρα, δηλαδή μεσολαβεί μεταξύ σφονδύλου και κιβωτίου ταχυτήτων. Σκοπός του είναι να συνδέει και να αποσυνδέει τον στροφαλοφόρο άξονα (μέσω του σφονδύλου) και τον πρωτεύοντα άξονα του κιβωτίου ταχυτήτων. Ο συµπλέκτης του αυτοκίνητου χρησιµεύει για τη µετάδοση της ροπής στρέψεως του κινητήρα στο σύστηµα µετάδοσης της κίνησης και για την προσωρινή αποσύνδέση του κινητήρα και οµαλή εκκίνηση.Μηχανικοί ξηροί: λειτουργούν βασιζόµενοι στη δύναµη της τριβής.Υδραυλικοί: χρησιµοποιούν την κινητική ενέργεια του υγρού.Hλεκτροµαyvητικοί: χρησιµοποιούν τη δύναµη της τριβής που παράγεται από την κίνηση της σκόνης σιδήρου (φερροµαγνητικής σκόνης) εντός µαγνητικού πεδίου.Φυγοκεντρικοί συμπλέκτες: χρησιµοποιούν τη φυγόκεντρη δύναμη.Συνδυαζόμενοι μηχανικο-υδραυλικοί: χρησιμοποιούν συνδυασμό δυο τύπων: Υδραυλικό και Ξηρό.Λειτουργία του µηχανικού ξηρού συµπλέκτη τριβής. εξαρτήµατα: Ο ξερός μηχανικός συμπλέκτης με έναν επίπεδο δίσκο τριβής χρησιμοποιείται σχεδόν κατ' αποκλειστικότητα στα αυτοκίνητα με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων. Στην συντριπτική πλειονότητα χρησιµοποιείται συµπλέκτης µε ένα δίσκο τριβής. Ο συµπλέκτης αποτελείται από δακτυλιοειδείς πλάκες (δίσκους). Η µία από αυτές είναι ο ίδιος ο σφόνδυλος του κινητήρα, ενώ η δεύτερη, ονοµάζεται πλάκα πίεσης - πλατώ, συνδέεται µε το σφόνδυλο, µε το κέλυφος του συµπλέκτη µέσω συστήµατος µοχλών και ακολουθεί στην περιστροφή της το στροφαλοφόρο άξονα. Ανάµεσα τους βρίσκεται ένας λεπτός δίσκος επικαλυµµένος και από τις δύο µεριές µε ειδικό υλικό που αυξάνει την τριβή (φερμουίτ-φερόντο), ο οποίος ονοµάζεται δίσκος τριβής του συµπλέκτη και µεταδίδει την κίνηση στο κιβώτιο ταχυτήτων. Ο δίσκος τριβής του συµπλέκτη είναι σφηνωµένος µε τη δύναµη των ελατηρίων (ελικοειδή ή ελατηριωτό διάφραγμα-χτένι) στο σφόνδυλο και την πλάκα πίεσης, έτσι ώστε όταν ο σφόνδυλος περιστρέφεται είναι αναγκασµένος να τον ακολουθήσει, οπότε µε το πολύσφηνο του µεταδίδει την κίνηση στον πρωτεύοντα άξονατου κιβωτίου ταχυτήτων. Στη θέση αυτή ο συµπλέκτης, είναι «συµπλεγµένος», δηλαδή είναι σε λειτουργία και µεταδίδει την κίνηση στο κιβώτιο ταχυτήτων. Η αποσύµπλεξη γίνεται µε πίεση στα ελεύθερα άκρα των µοχλών, όποτε αναγκάζονται τα ελατήρια να αποχωρίσουν και η πλάκα πίεσης αποµακρύνεται από το σφόνδυλο, και έτσι ελευθερώνεται ο δίσκος τριβής του συµπλέκτη, η κίνηση δεν µεταδίδεται.Ο δίσκος τριβής μεσολαβεί μεταξύ σφονδύλου και πλατώ. Η επιφάνεια επαφής του είναι από φερμουίτ ή υλικά με μεγάλο συντελεστή τριβής ώστε να μπορεί να μεταφέρει τη ροπή στρέψης αλλά και να αντέχει την αναπτυσσόμενη θερμoκρασία. Η επιφάνεια επαφής είναι συνδεδεμένη με πριτσίνια πάνω σε ένα χαλύβδινο έλασμα που ονομάζεται μαργαρίτα. Το χαλύβδινο αυτό έλασμα είναι συνδεδεμένο ελαστικά με την πλήμνη με ελικοειδή ελατήρια. Σκοπός της σύνδεσης αυτής είναι η προοδευτική μετάδοση της κίνησης κατά τη σύμπλεξη. Τα ελατήρια αυτά ονομάζονται ελατήρια απορρόφησης κραδασμών ή ελατήρια σκορτσαρίσματος. Παραλλαγή που εμφανίζεται στα νέα μοντέλα αποτελεί να έχουμε συνδεδεμένο σταθερά το δίσκο με την πλήμνη και τα ελατήρια να είναι μέσα στο σφόνδυλο με ανάλογη εσωτερική διαμόρφωση. Το εσωτερικό της πλήμνης είναι πολύσφηνο και μέσα σφηνώνεται στο άκρο του ο πρωτεύων άξονας που βρίσκεται έξω από το κιβώτιο που είναι διαμορφωμένο εξωτερικό πολύσφηνο.Το πλατώ είναι ένα σύνολο εξαρτημάτων το οποίο στερεώνεται με κοχλίες πάνω στον σφόνδυλο και περιστρέφεται μόνιμα μαζί με αυτόν. Απoτελείται από:Την πλάκα πιέσεως που είναι ένας δίσκος με δακτυλιοειδή μορφή και κατασκευάζεται από χυτοσίδηρο και αναπτύσσει την απαραίτητη τριβή με το δίσκο.Το κέλυφος είναι μία θήκη από χαλύβδινο έλασμα που περιβάλλει και συγκρατεί την πλάκα πιέσεως και το σύστημα μοχλών.Σύστημα μοχλών αποσύμπλεξης, οι οποίοι διακρίνονται σε δύο είδη:Α: με ελατήρια και ζύγωτρα:Τα ελατήρια τoπoθετoύνται περιφερειακά στην πλάκα πιέσεως και συγκρατούνται από το κέλυφος. Εξασκούν μόνιμη πίεση πάνω στην πλάκα πιέσεως. Όσο μεγαλύτερη ροπή θέλουμε να μεταφέρουμε τόσο πιο ισχυρότερα και περισσότερα πρέπει να είναι τα ελατήρια. Εξασθένιση των ελατηρίων επιφέρει ολίσθηση του δίσκου, θέρμανση και φθορά του δίσκου και απώλεια ισχύος. Τα ζύγωτρα ή κοκοράκια, είναι μοχλοί που στη μια άκρη τους δέχoνται τη δύναμη από τον ωστικό τριβέα και πλησιάζουν προς τον σφόνδυλο ενώ η άλλη τους άκρη απομακρύνεται με αποτέλεσμα να συσπειρώνονται τα ελατήρια και να απομακρύνεται η πλάκα πιέσεως.Β: με ελατηριωτό διάφραγμα:Στους συμπλέκτες αυτούς τα ελικοειδή ελατήρια έχουν αντικατασταθεί από ένα ελατηριωτό διάφραγμα με τομείς σαν χτένι με ακτινοειδή διάταξη. Η εξωτερική περιφέρεια του διαφράγματος στερεώνεται πάνω στην πλάκα πιέσεως. Στις δυο πλευρές του ελατηρίου τοποθετούνται δυο δακτυλιοειδή υπομόχλια που στερεώνονται πάνω στο κέλυφος. Τα υπομόχλια αυτά συγκρατούν ανάμεσα τους το ελατήριο ενώ ο ωστικός τριβέας ενεργεί στην εσωτερική περιφέρεια του διαφράγματος. Η αποσύμπλεξη γίνεται κάτω από την πίεση του ωστικού τριβέα και τα άκρο των ακτινοειδών δακτύλων του ελάσματος γίνεται κοίλο. Η εξωτερική του περιφέρεια τείνει να απομακρυνθεί από το σφόνδυλο και παρασύρει την πλάκα πιέσεως. Αυτός ο τύπος συμπλέκτη χρησιμοποιείται στους πολύστροφους κινητήρες διότι αποδίδει καλύτερα αποτελέσματα στην περίοδο σύμπλεξης και στη διάρκεια ζωής του σε σχέση μ' αυτόν με ελικοειδή ελατήρια.Είναι περισσότερο γνωστός ως ρουλεμάν του συμπλέκτη. Ο τριβέας αυτός περιστρέφεται στο ξεκiνημα του αυτοκινήτου και στην αποσύμπλεξη για την αλλαγή της ταχύτητας. Για τον λόγo αυτό χρησιμοποιείται αυτoλιπαινόμενoς τριβέας που δεν απαιτεί λίπανση. Ο ωστικός τριβέας εivαι ένα εξάρτημα το οποίο δέχεται τη δύναμη που έρχεται, με κατάλληλo τρόπο, από το πεντάλ του οδηγού για να πιέσει με τη σειρά του τα ζύγωθρα ή τα χτένια και να δημιουργηθεί απομάκρυνση της πλάκας πιέσεως (0,2 - 0,5 rnm).Ο χειρισμός του συμπλέκτη γίνεται με το πεντάλ, η πίεση μεταδίδεται μέσω:Κινηματικής αλυσίδας (μοχλόν ή ντίζας) και Υδραυλικό σύστημα, η δύναμη φτάνει στο ωστικό τριβέα με υδραυλική πίεση.Η μηχανική κινηματικής αλυσίδας είναι αξιόπιστη στην λειτουργία, αλλά απαιτεί μεγαλύτερη δύναμη χειρισμού σε σχέση με το υδραυλικό σύστημα που πολλαπλασιάζει τη δύναμη, όμως η παρουσία αέρα στις σωληνώσεις του και η έλλειψη στεγανότητας το θέτουν εκτός λειτουργίας.Ο σφόνδυλος συνδέεται με το στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα και περιστρέφεται κατά την λειτουργία του μεταφέροντας μέσω του συμπλέκτη τη ροπή στρέψης στο σύστημα μετάδοσης της κίνησης. Περιλαμβάνει περιφερειακά μετωπική οδόντωση στην οποία συμπλέκεται η μίζα κατά την εκκίνηση του κινητήρα.Οι υδραυλικοί συμπλέκτες (Φόζινγκερ 1910) χρησιμοποιούν την φυγόκεντρη δύναμη ενός υγρού για να μεταδώσουν την κίνηση από τον κινητήρα στο σύστημα μετάδοσης κίνησης. Μεταλλική επαφή μεταξύ των δύο μερών δεν υπάρχει. Το υγρό αυτό είναι ένα ειδικό λεπτόρρευστο λάδι, βρίσκεται μέσα σε κλειστό κέλυφος και χρησιμοποιείται συνεχώς το ίδιο. Η σύνδεση και η αποσύνδεση γίνεται αυτόματα. Πεντάλ συμπλέκτη δεν υπάρχει. Χρησιμοποιείται σε πολλά οχήματα σε συνδυασμό με πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων.Διακρίνονται σε δυο είδη:Υδραυλικοί συμπλέκτες.Μετατροπείς ροπής.Αποτελείται από ένα κινητήριο µέρος συνδεδεµένο µε το σφόνδυλο κι ένα κινούµενο µέρος συνδεδεµένο µε τον πρωτεύοντα άξονα του κιβωτίου ταχυτήτων. Χρησιµοποιούν τη δύναµη της τριβής που παράγεται από την κίνηση της σκόνης σιδήρου (φεροµαγνητικής σκόνης) εντός µαγνητικού πεδίου. Χρησιµοποιείται στα αυτόµατα κιβώτια ταχυτήτων.Το ηλεκτρικό µέρος περιλαµβάνει:Hλεκτρικό τύλιγµα τοποθετηµένο ειδικά στο σφόνδυλο. Ενεργοποιείται µε ηλεκτρικό ρεύµα από το συσσωρευτή.Ψήκτρες που εφάπτονται σε δυο δακτυλίους στο κάλυµµα του συµπλέκτη.Μηχανισμό χειρισμού ενεργοποίησης - σύµπλεξης.Στους συμπλέκτες αυτούς ο σφόνδυλος και η πλάκα πίεσης συνδέονται με αρθρωτούς βραχίονες (ζύγωθρα) που έχουν προσαρμοσμένα βαρίδια. Καθώς ο κινητήρας περιστρέφεται, τα αντίβαρα λόγω της φυγόκεντρης δύναμης απομακρύνονται, αναγκάζοντας τους αρθρωτούς βραχίονες να πιέσουν την πλάκα πίεσης προς το σφόνδυλο. Έτσι πιέζεται ο δίσκος και επιτυγχάνεται η μετάδοση της κίνησης.Βελτιωμένoς τύπος φυγοκεντρικού συμπλέκτη. Αποτελεί ένα σύστημα που λειτουργεί με την υποπίεση από την πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα Συγκεκριμένα όταν ο οδηγός σταματά να πιέζει το πεντάλ του γκαζιού για να αλλάξει ταχύτητα, η υποπίεση του κινητήρα μεταβάλλεται. Η μεταβολή αυτή επιδρά σε ένα διάφραγμα και ο κινητήρας αποσυμπλέκεται.Οι συμπλέκτες αυτοί μοιάζουν με τους φυγοκεντρικoύς με τη διαφορά ότι διαθέτουν εκτός από τα αντίβαρα και ελατήρια που πιέζουν την πλάκα πίεσης προς το σφόνδυλο. Στις χαμηλές στροφές επενεργoύv πάνω στην πλάκα πίεσης μόνο τα ελατήρια. Στις υψηλές στροφές τα αντίβαρα, λόγω της δύναμης που αναπτύσσεται, απομακρύνονται και η πλάκα πίεσης πιέζεται με μια δύναμη που προστίθεται σε αυτή των ελατηρίων.Το ταμπλό σε ένα αυτοκίνητο είναι ένα πλαίσιο το οποίο βρίσκεται κάτω από το παρμπρίζ και περιέχει πίνακες και δείκτες, όπως το ταχύμετρο, το στροφόμετρο, τον χιλιομετρητή, και το μετρητή καυσίμων. Μία από τις απαιτήσεις αυξημένης ασφάλειας της δεκαετίας του 1970 ήταν η διαδεδομένη υιοθέτηση των ταμπλό με πολλά όργανα και ενδείξεις.Εκτός των ταμπλό που συναντώνται στα νεότερα και σύγχρονα αυτοκίνητα, υπάρχει μία ευρεία ποικιλία των ταμπλό που χρησιμοποιούνται σε διάφορες άλλες εφαρμογές:Τα αγροτικά τρακτέρ και τα πολύ παλιά αυτοκίνητα έχουν μερικές φορές λίγα περισσότερο από ένα τιμόνι, έναν διακόπτη ανάφλεξης και ένα ταχύμετρο.Τα κατασκευασθέντα επί παραγγελία αυτοκίνητα (kit cars) συχνά απλά έχουν ένα κομμάτι μέταλλο που διαμορφώνει το ταμπλό. Όποτε ένας νέος μετρητής πρέπει να προστεθεί, μια τρύπα ανοίγεται με τρυπάνι στην κατάλληλη θέση και βιδώνεται απλά επάνω.Τα αγωνιστικά αυτοκίνητα (π.χ. Formula 1) δεν έχουν χώρο για ταμπλό, έτσι τα όργανα είναι ενσωματωμένα στο κέντρο του τιμονιού.Οι μοτοσικλέτες και τα μοτοποδήλατα έχουν μια συμπιεσμένη έκδοση των ταμπλό αυτοκινήτων, αλλά μερικές φορές έχουν αρκετό χώρο για να περιέχουν ραδιόφωνα και σύστημα δορυφορικής πλοήγησης GPS.Τα σημαντικότερα στοιχεία που βρίσκονται στο ταμπλό είναι το τιμόνι και τα όργανα ενδείξεων. Ο πίνακας οργάνων περιέχει τους μετρητές οργάνων και συγκεκριμένα το ταχύμετρο, το στροφόμετρο, τον χιλιομετρητή, τον ημερήσιο χιλιομετρητή και το μετρητή καυσίμων. Κάποιοι κατασκευαστές επίσης (ιδίως η BMW και η Mercedes-Benz), τοποθετούν και δείκτη οικονομίας καυσίμου (fuel economy gauge), οι οποίοι δείχνουν κάθε στιγμή την στιγμιαία κατανάλωση καυσίμου. Μέχρι τη δεκαετία του 1970, ορισμένα μοντέλα διέθεταν και αμπερόμετρο, για την απεικόνιση της κατάστασης του συστήματος ηλεκτρικής φόρτωσης, το οποίο μετά αντικαταστάθηκε από το βολτόμετρο. Επιπλέον, ορισμένοι πίνακες οργάνων μπορεί να διαθέτουν και δείκτη πίεσης λαδιού ή πολύ σπάνια ακόμα και θερμόμετρο λαδιού.Η κορυφή ενός ταμπλό περιέχει συνήθως τους ομιλητές για το ακουστικό σύστημα και τις διεξόδους για το σύστημα θέρμανσης και κλιματισμού (Α/C). Στα πιο σύγχρονα μοντέλα τοποθετούνται στο κέντρο του ταμπλό και συστήματα πλοήγησης αυτοκινήτου (automotive navigation systems).Τα λεγόμενα «μαξιλαρωτά ταμπλό» (padded dashboards) επινοήθηκαν τη δεκαετία του 1940 από τον πρωτοπόρο σε ζητήμα ασφάλειας αυτοκινήτου Claire L. Straith. Ωστόσο, μόλις τη δεκαετία του 1970 άρχισαν να διαδίδονται. Σήμερα όλα τα ταμπλό αποτελούνται από αφρώδες παραμορφώσιμο πλαστικό, συνήθως αφρό πολυουρεθάνης με ικανότητα απορρόφησης ενέργειας, μειώνοντας έτσι την πιθανότητα τραυματισμού σε τυχόν πρόσκρουση. Παράλληλα, οι επιφάνειες των ταμπλό καλύπτονται από πολυβινυλοχλωρίδιο (polyvinyl chloride / PVC) ή και από δέρμα στα αυτοκίνητα πολυτελείας.Από την δεκαετία του 1980 άρχισαν να εμφανίζονται και αερόσακοι οδηγού και συνοδηγού σε κάποια πολυτελή αυτοκίνητα και τελικώς την δεκαετία του 1990 καθιερώθηκαν ως στάνταρ σε όλα τα μοντέλα. Αυτό οδήγησε σε ριζικούς ανασχεδιασμούς στο τιμόνι και στο ταμπλό των νεότερων μοντέλων, ώστε να μπορέσουν να προσαρμοστούν στο εσωτερικό των αυτοκινήτων.Στα σύγχρονα τιμόνια, ο αερόσακος οδηγού είναι διπλωμένος κάτω από το κάλυμμα του τιμονιού, που εξωτερικά μοιάζει σαν «καπάκι» το οποίο οριοθετείται από ένα «χάραγμα» στην περιφέρειά του, ώστε το καπάκι να μπορεί να ανοίξει για να βγει ο αερόσακος.Παρομοίως, στα πρώτα μοντέλα με αερόσακο συνοδηγού, υπήρχε ένα εμφανές ορθογώνιο καπάκι στο πάνω μέρος του ταμπλό μπροστά από τον συνοδηγό. Σε πολλά νεότερα μοντέλα, ωστόσο, ο αερόσακος συνοδηγού ανοίγει και βγαίνει μέσα από μία στενή λωρίδα κατά μήκος του ταμπλό, η οποία έχει ενσωματωθεί στο συνολικό ντιζάιν, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει ορατό χάραγμα που να οριοθετεί εμφανές καπάκι.Ως υβριδικό θεωρείται το αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερες διαφορετικές τεχνολογίες προκειμένου να επιτύχει την κίνησή του. Οι τεχνολογίες αυτές περιλαμβάνουν συνήθως τον κλασικό κινητήρα εσωτερικής καύσης και μια πιο «ήπια» προς το περιβάλλον τεχνολογία, συνήθως ηλεκτρικό κινητήρα, ή εναλλακτικά πνευματικό κινητήρα, βιοκαύσιμο, φυσικό αέριο κ.α. Ο ηλεκτρικός κινητήρας μπορεί να αναλαμβάνει αποκλειστικά την κίνηση του αυτοκινήτου ή να είναι απλά υποβοηθητικός όταν χρειάζεται περισσότερη ισχύς. Τα υβριδικά αυτοκίνητα θεωρούνται φιλικότερα προς το περιβάλλον, από αυτά που χρησιμοποιούν αποκλειστικά για την κίνησή τους ως καύσιμο, βενζίνη ή πετρέλαιο. Παρά το γεγονός ότι τα περισσότερα υβριδικά οχήματα δεν φορτίζονται με εξωτερικά μέσα, εντελώς πρόσφατα έχουν εμφανιστεί και εξωτερικά φορτιζόμενα υβριδικά οχήματα (Plug-In hybrid).