Vznětový motor

Funkce

Vznětový motor v řezu # Do spalovacího prostoru se nejprve nasává vzduch (sání) při tlaku 0,08-0,085 MPa. +more # Po uzavření sacího ventilu se nasátý vzduch stlačuje (komprimuje), píst se pohybuje směrem k horní úvrati, jeho teplota roste na 550-800 °C a tlak stoupá na cca 3 až 4 MPa (při kompresním poměru okolo 1÷14 až 20). Před horní úvratí je tryskou do válce vstříknuta čerpadlem pod tlakem (10-25 MPa, při použití Common rail, nebo PD (Pumpe Düse) 100-200 MPa) přesně odměřená dávka paliva (obvykle nafta či stlačený zemní plyn), která je jemně rozprášena. Palivo začne hořet samovznícením ve vzduchu ohřátém kompresí. # Ve fázi expanze je pak vzniklý tlak převeden na mechanickou práci, (adiabatický děj). #V poslední fázi (výfuk) se otevírá výfukový ventil a spaliny jsou vytlačeny do výfuku, (izobarický děj).

Palivo se může vstřikovat do válce (přímý vstřik), ale z důvodu tvrdého chodu se u menších motorů často vstřikuje do předkomůrky (komůrkové motory). Tím se utlumí rázy a někdy zlepší spalování, ale ztráty prouděním plynů a zvětšením spalovacího prostoru snižují termodynamickou účinnost motoru.

Zvyšování výkonu

Přeplňování

Vznětové motory jsou často vybavovány kompresorem, nejčastěji - takřka výhradně turbodmychadlem. Takto vybavené motory se označují jako přeplňované. +more Přeplňování umožňuje lépe využít spalovací prostor. Více vzduchu umožní spálit více paliva a při stejném objemu zvýšit výkon motoru o 30 a více procent. Záleží na velikosti plnícího tlaku - výkon ve srovnání s motorem nepřeplňovaným může být i více než dvojnásobný. Tepelná účinnost motoru se obvykle také zvyšuje. Zároveň lze účinněji chladit spalovací prostor větším překryvem otevření ventilů během přechodu z výfuku do sání (horké spaliny jsou „vyfouknuty“ plnicím vzduchem). U motorů přeplňovaných turbodmychadlem se využívá energie plynů, které by jinak již jen bez užitku volně unikly výfukem.

Turbodmychadlo je poháněno odtokem spalin z motoru, proto přináší efekt jen ve vyšších otáčkách, kdy je rychlost spalin dostatečně vysoká.

Mechanický kompresor, poháněný přímo motorem, má podobný efekt, a to již v nízkých otáčkách, protože je poháněn mechanicky - převodem od klikového hřídele. Je to ale na úkor výkonu. +more Setkáme se s ním především u starších konstrukcí dvoudobých motorů, kde byl pro rozběh motoru nezbytný. Konstrukčně je obvykle proveden jako Rootsovo dmychadlo.

Systém vstřiku paliva

Pro zvýšení výkonu motoru, lepší průběh kroutícího momentu a nižší emise se používají elektronicky řízené systémy vstřiku paliva: čerpadlo-tryska či Common rail. Je u nich dosahováno přesnější dávky paliva, je možné vstříknout více menších dávek během jedné doby než u klasického vstřikování paliva. +more Injektory umožňují vstřikovat až 7 krát během zmiňované doby, nicméně v praxi se nesetkáváme s plným využitím této funkce. Zpravidla můžeme rozdělit vstřiky do těchto kroků: * 1. - 3. - Pre Injection - krátké vstřiky před horní úvratí sloužící k předehřátí prostoru válce a ke snížení hluku motoru * 4. - Main Injection - hlavní vstřik paliva do válce, který vytváří kroutící moment, vstřik je zpravidla několikanásobně delší než ostatní vstřiky * 5 - 7. - Post Injection - vstřik až za horní úvratí válce sloužící k vyčištění filtru pevných částic, kdy samotné hoření probíhá až ve výfukovém potrubí (nezapíná se v každém cyklu, řízen podle potřeby řídící jednotkou motoru).

Použití

koňských sil +morejpg|náhled|Dieselové_motory_jsou_významným_zdrojem_Pevné_částice'>prachových částic Vznětové motory pohánějí dopravní stroje (plavidla, lokomotivy, automobily, zemědělské stroje). Svého času sloužily i v letecké dopravě. Stacionární vznětové motory se využívají pro pohon strojů, které nemají pevný přívod elektrického proudu, případně jako pohon elektrických generátorů (dieselagregáty). Velký význam mají u speciálních stavebních a zemědělských strojů a u vojenských mobilních mechanismů.

Velké (lodní či lokomotivní) motory bývají konstruovány jako víceválcové a bývají pomaluběžné. Platí zde přibližně úměra: čím větší vznětový motor, tím nižší jmenovité otáčky. +more Otáčky se u velkých motorů pohybují řádově ve stovkách otáček za minutu. Největší lodní motory se staví jako řadové, jsou dvoudobé a mají křižákové uspořádání klikového mechanismu.

Znečišťování ovzduší

Staré dieselové motory nebyly vybaveny katalyzátorem a jejich výfukové plyny obsahují mj. množství malých prachových částic (sazí) vznikajících nedokonalým spalováním nafty. +more Proto jsou významným zdrojem znečištění ovzduší. Katalyzátorem mohou být vybaveny vozy splňující emisní normu Euro IV a vyšší (technologie SCR), nebo jsou vybaveny filtrem pevných částic DPF (technologie EGR).

Aféra Dieselgate

Po roce 2017 je snaha o ukončení prodejů osobních automobilů se vznětovým motorem kvůli aféře Dieselgate. Do velkých německých měst je zákaz vjezdu do emisní normy Euro 3.

Alternativní konstrukce

Dvoudobý vznětový motor

Kombinace nafty s benzínem

Mazda vyvíjí motor označený SPCCI, který je principem vznětový, ale spaluje benzín a k ovládání momentu vznícení směsi používá zapalovací svíčku. Wisconsinská univerzita nyní představila motor, který spaluje benzín i naftu zároveň. +more Říká mu RCCI - „Reactivity Controlled Compression Ignition“, tedy „reaktivitou řízené vznícení komprese“. Reaktivita popisuje schopnost paliva samovznícení za vysokých teplot (při kompresi). Řízení reaktivity označuje poměr mísení vysoce reaktivního s nízkoreaktivním palivem. Nízkoreaktivní palivo může být benzín, ethanol nebo zemní plyn. Vysoce reaktivní je nafta. Do spalovací komory je nasáta směs vzduchu s benzínem. Nafta je vstříknuta posléze kvůli promíchání směsi. Druhý vstřik pak obohatí směs na úroveň potřebnou k samovznícení. Poměry směsi určuje řídící jednotka na základě zatížení. Jestliže dnešní vznětové motory mají účinnost 40 %, dosahuje RCCI motor při ideálních podmínkách až 60 %. Kombinace dvou paliv vede ke složitosti motoru, což je zatím překážka běžnému nasazení. Umožňuje však využít výhody benzínového motoru (ekologie) a vznětového (kroutící moment, účinnost).

Reference

Související články

Dvoudobý spalovací motor vznětový * Vznětový motor s homogenním naplněním spalovacího prostoru

Externí odkazy

[url=http://ekonomika. idnes. +morecz/diesel-auta-prodej-dieselgate-d2z-/ekonomika. aspx. c=A170606_2330695_ekonomika_rts]Dieselové motory do věčných lovišť. Prodeje padají kvůli regulaci a pokroku[/url], iDNES. cz, 9. června 2017.

Kategorie:Spalovací motory