motortechnika

Változtatható kompresszióviszony Diesel-motoroknál

2017.04.12.

Előző cikkeinkben a szikragyújtású motorok változtatható kompresszióviszonyú kiviteleinek műszaki előnyeiről, elméleti és gyakorlati megvalósítási lehetőségeiről készítettünk összefoglalót, bemutattuk az első sorozatgyártású változtatható kompresszióviszonyú motort, most pedig kiegészítésképpen a dízelmotorokban rejlő lehetőségeket tárjuk fel.

A dízelmotorok esetében a kompresszióviszony felső határát az égési csúcsnyomás és csúcshőmérséklet korlátozza, ugyanis az ezek által előidézett mechanikai- és termikus terhelés képes eltörni és/vagy megolvasztani motorikus alkatrészeket. Haszongépjárművekben nem ritka a 200 bar feletti égési csúcsnyomás, személygépjármű dízelmotorokban 180 bar körül van a csúcsnyomás. Az égési csúcshőmérséklet felső határa 2000 K körül van. A benzinmotorokhoz hasonlóan a dízelmotorok termikus hatásfoka is javul a kompresszióviszony növelésével, viszont a motor túlterhelése mellett más tényező is befolyásolja a tervezőcsoport által meghatározott kompresszióviszonyt. Ilyen a NOx-emisszió, melynek koncentrációja a kompresszióviszony és az égési csúcshőmérséklet növekedésével szintén növekszik. Ebben az is segít, hogy a dízelmotorok nem sztöchiometrikus, mennyiségi keverékképzéssel, hanem minőségi keverékképzéssel, légfelesleggel üzemelnek.

NOx emisszió szempontjából nem előnyös a nagy hatásfok: nagy hőmérsékleten, légfelesleg mellett nagy mennyiségű NOx keletkezik. A NOx-kibocsátás csökkentésére jelenleg nagy EGR-rátát alkalmaznak, amihez nagy feltöltőnyomást párosítanak, hogy jusson hely a friss töltetnek (ami kell, hogy a részecskeemisszió ne nőjön meg). A nagy kezdeti nyomások, a nagy kompresszióviszony és a forró kipufogógáz miatt nagy égési csúcsnyomás alakul ki. Erre jelenthet megoldást a VCR, főleg haszongépjárművek dízelmotorjainál.

A teljes terhelésű üzemekben az adott teljesítmény-sűrűséghez társuló csúcsnyomás csökkenthető, miközben a részterhelésű üzemet nem befolyásoljuk. Csökkenthető a belső súrlódás és a motor tömege, valamint a szívó és kipufogórendszer tervezésénél nagyobb szabadságfokot enged a változtatható kompresszióviszony a tervezőknek.

A technológia nagy mennyiségű kipufogógáz-visszavezetést tesz lehetővé, anélkül, hogy a részecske-kibocsátás az egekbe szökne, valamint az égési csúcsnyomás sem száll el.

A haszongépjárművek megbízható működése érdekében nem fokozatmentesen állítható megoldások jönnek szóba, az első teszteket a változtatható hosszúságú hajtórúddal végezték. A FEV fejlesztőcég által kínált megoldás képes ellenállni a dízelekben keletkező nagyobb terhelésnek, így a jövőben meghódíthatja a haszongépjármű-szegmenst is.

https://www.youtube.com/watch?v=ABNZY3Enykg

A változtatható kompresszióviszony megoldásai a dízelmotorok esetében egy problémába ütköznek: megváltozik a felső holtponti pozíciója a dugattyúnak. A benzinmotorok esetében ez nem gond, mert a keveréket - a gyújtás pillanatát jócskán megelőzve - a szívási és kompresszió ütemben állítjuk elő. A közvetlen befecskendezésű dízelmotorokban (már csak ilyen van) általában a dugattyúban foglal helyet az úgynevezett „omega”-égéstér, melybe a többfuratos befecskendező irányítja a befecskendezési sugarat. Pár fokos eltérés a befecskendezésben megváltoztatja az égési folyamatot és a károsanyag-kibocsátást. 

A felső holtpont változtatásával sajnos változik az égéstér és a befecskendező helyzete, így az égésfolyamat is. Mivel általában egy optimumot lehet meghatározni, ezért a változtatható kompresszióviszony kompromisszumkötésre kényszerítheti a mérnököket az égéstér tervezésekor.

 

Az oldal fő támogatója

 

2018.04.22
Az Audi A5-ös csúcsmodellje immáron Sportback kivitelben is elérhető az USA-beli és kanadai....
2018.04.22
Jóllehet a lakosság továbbra sem támogatja az ágazati tiltakozásokat, az Air France francia....
2018.04.22
Megkezdődött a dunai hajózási szezon - hangzott el az M1 aktuális csatorna vasárnap délutáni....
2018.04.22
E heti rajzunk készítője Gaál Tibor T-boy, rajzának címe:  Vigyázz, kész, rozsda! ..
2018.04.22
Tóbiással és Balambérral ismét találkozhattatok a Városligetben a Rendőr és Katasztrófavédelmi....
2018.04.22
A cseh repülőgépgyártó cég, az Az Aero Vodochody azt tervezi, hogy az elkövetkező 10-15 évben 26....
2018.04.22
A Magyar Logisztikai, Beszerzési és Készletezési Társaság (MLBKT) 2012-ben csatlakozott először a....
2018.04.22
Baleset miatt egy sávon halad a forgalom az M0-ás autóúton az M3-as autópálya felé - közölte a....
2018.04.22
A környzetbarát hibrid elektromos modelljeiről ismert, és a világ vezető prémium hibrid márkájaként....
2018.04.22
Országszerte 77 helyszínen, 22 településen csaknem 3 ezer középiskolás lány ismerkedhet meg idén a....