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

 

2017.05.29
A kettős Ferrari-siker után az olasz média ünnepel, más országokban azonban kiemelik, hogy....
2017.05.29
- Több tízezer motoros felvonulásával és a Capitolium mellett rendezett koncerttel kezdődtek meg a....
2017.05.29
- Kitört Alaszkában egy vulkán vasárnap, és oly magasra lövellte hamuját, hogy az veszélyezteti a....
2017.05.29
- Kigyulladt egy kamion fülkéje hétfő délelőtt az M6-os autópálya babarci lehajtójánál, az 57-es....
2017.05.29
A vadonatúj BMW 8-as sorozat fejlesztési munkálataival párhuzamosan a BMW M divízió új....
2017.05.29
Az elmúlt 72 órában a rendőrök 153 személyi sérüléses közúti közlekedési baleset helyszínén....
2017.05.29
- A kétszeres Forma-1-es világbajnok Fernando Alonso vezetett is, ám 21 körrel a vége előtt, a....
2017.05.29
- A kétszeres Európa-bajnok Kiss Norbert két második és egy harmadik hellyel zárta a gyorsasági....
2017.05.28
Amint azt korábbi híradásokból tudni lehetett, a General Motors megválik veszteséges piacaitól, és....
2017.05.28
A BMW a zöldautózást is élménnyé teszi, a megnövelt hatótávolságú i3-asban nem szorul össze a....