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

 

2017.04.25
A Jaguar a legendás wimbledoni centerpályát választotta a kívánatos új XF Sportbrake előzetes....
2017.04.25
Átadták a Budapesti Közlekedési Központ (BKK) új, a Nemzeti Színház és a Művészetek Palotája....
2017.04.25
Árokba borult, majd oszlopnak csapódott egy autó a Jász-Nagykun-Szolnok megyei Túrkevén, a sofőr....
2017.04.25
Gyerekkorunkban az autóskártyák végsebességadata, netán a legnagyobb teljesítmény volt az „adu”,....
2017.04.25
Egy rendeletmódosítás nyomán a siketeknek és nagyothallóknak is elég lesz a szokásos egészségi....
2017.04.25
A kínai tulajdonban lévő skandináv márka elektromos hajtáslánccal segítette a szigetország....
2017.04.25
A 74 éves sofőr lesodródott egy kanyarban az útról, s egy harminc méteres szakadékba zuhant.....
2017.04.25
Grigoriy Drobotun Oroszországból küldte rajzát az Autós Nagykoalíció és az autoszektor.hu....
2017.04.25
Ötödik jubileumát ünnepli az ország legnagyobb buszos szakkiállítása, amely a virágzásnak induló....
2017.04.25
Lewis Hamilton nehéz karakter. Szinte mindig keresztülviszi akaratát és gyakran nincs tekintettel....