19. Vn itřní tvoření směsi a spalování ve vznětových motorech a DISI

1. 19. Vnitřní tvoření směsi a spalování ve vznětových motorech a DISI Vstřikovací zařízení CI. Tlakové vlny • Pístové vstřikovací čerpadlo - proměnlivý činný zdvih, plnění válce cizím zdrojem, výtlačný a odlehčovací ventil. Charakteristika čerpadla, korekce. Elektronická regulace výstřiku. • Sdružený vstřikovač, individuální čerpadla (PLD), bloková čerpadla. Rotační čerpadla. • Akumulační CR systémy a jejich řízení. Vnitřní tvoření směsi a spalování CI a SI • Přímý vstřik DI CI. • Nepřímý vstřik IDI CI (komůrkové spalování). • Zážehové motory s přímým vstřikem do válce DISI (GDI, wall-guided, air-guided, spray-guided).

2. 19. Vnitřní tvoření směsi a spalování ve vznětových motorech Vnitřní tvoření směsi a spalování • Zdroje energie pro rozprášení a promísení směsi • práce palivového čerpadla, • práce pístu - pohyb náplně • využití vzrůstu tlaku při spalování, komůrkové motory (nepřímý vstřik). • spalování od stěny – Meurer. • Model současné tvorby směsi a jejího hoření (konkurující si děje). Průběhy tlaku a rychlosti hoření pro přímý a nepřímý vstřik • Možnosti ovlivnění tvrdosti chodu a emisí ‑ dvojvstřik, stupňovitý vstřik, vícenásobný vstřik (multi-jet) s ovlivněním dohoření sazí, řízené tvoření směsi u stěny.

3. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

4. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

5. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení • Blokové a rotační vstřikovací čerpadlo. • Dlouhé trubky k válcům – ovlivnění průběhu vstřiku dynamickými vlnovými ději, horší řiditelnost průběhu.

6. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení • Blokové a rotační vstřikovací čerpadlo. • Dlouhé trubky k válcům – ovlivnění průběhu vstřiku dynamickými vlnovými ději, horší řiditelnost průběhu. • Rotační čerpadlo s rozdělovačem bylo v původní variantě Bosch s axiální vačkou levné, ale dávalo vstřikovací tlaky vhodné pro komůrkové motory (do 300 bar). Princip s protiběžnými pístky Rosa Master/Lucas CAV byl mechanicky nevhodný (rázy při náběhu pístků na zdvihátka pístků s volným chodem pro regulaci dávky). ELktronický přepouštěcí ventil tuto nevýhodu odstarnil, ale zmizela i cenová výhodnost. Současně délka vstřikovacích trubek omezuje možnosti dělení výstřiku.

7. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

8. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

9. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

10. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení CR I3 Bosch

11. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení Přívod tlakového paliva Jehlový ventil (jehla otevírá do válce po prodloužení ovladače) Kompenzátor teplotních dilatací Doraz pro upevnění v hlavě Hydraulické utěsnění ovladače Seřízení vůle Elektrický přívod Přímočinný piezoelektrický ovladač

12. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení

13. 18. Vnitřní tvoření směsi – vysokotlaká vstřikovací zařízení Piezo ovladač

14. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro přímý vstřik • Energie pro tvorbu směsi se dodává • palivu (vysokotlaký přímý vstřik do otevřeného prostoru) • palivu + vzduchu (vysokotlaký přímý do dutiny v pístu nebo vstřik na stěnu pístu - M-způsob) • palivu + vzduchu + hořícím plynům (nepřímý vstřik - komůrkové motory)

15. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro přímý vstřik • Energie pro tvorbu směsi se dodává hlavně palivu -mnohaotvorové trysky, ideální posice uprostřed při 3 -4ventilové hlavě, vysoké vstřikovací tlaky. • Prostory bez záměrného víření (Hesselmann původně s obvodovým vírem). • Pro kompresní poměry nad 14 nutný zvýšený zdvihový poměr (>1.2). • Nejvýhodnější z hlediska spotřeby paliva i emisí, používají se u stále menších vrtání (technologický problém s velikostí otvůrků pro potřebný počet 7 - 12 otvůrků). • Možnost otvůrků ve dvou úrovních, vhodné i pro HCCI. • Hradby, směrování otvůrků a průbojnost paprsku nesmí připustit dopad paliva na válec

16. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro přímý vstřik Prostory pro málootvorové trysky - zatím nutné pro nejmenší rychloběžné motory • energie pro tvoření směsi se dodává palivu i vzduchu • obvodový vír roztáhne palivo mezi paprsky a pomůže využít par po dopadu paliva na stěnu pístu • na konci komprese se zesílí přesunem do dutiny pístu o malém průměru (zachování momentu hybnosti při zmenšeném momentu setrvačnosti) v kombinaci se squish (radiální vír)

17. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro přímý vstřik Prostory pro málootvorové trysky • radiální vír roznese palivo axiálně po dutině v pístu a zesílí turbulenci kolem HÚ při změně smyslu rotace radiálního víru • nebezpečí přehřátí ostrých hran • nepoužitelné při překrytí ventilů • při kombinaci s obvodovým vírem se vstřikuje do hranice mezi radiálním vírem od squish a sekundárním vírem od odstředivé síly obvodového víru (postupuje dostředivě na dnu dutiny v pístu).

18. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro nepřímý vstřik (komůrkové motory) Přívod energie na tvoření směsi během spalování - dělený spalovací prostor se vstřikem do komůrky • tlaková komůrka se škrcením • vírová komůrka s podporou víru + nízké emise sazí i NOx (viz Sandia diagram  - T) + vysoké pe bez kouření, měkký chod, snížené pmax působící na píst + malé nároky na vstřikovací tlak - velké tepelné ztráty povrchem komůrky - ztráty škrcením při přefuku hořící směsi - velké tepelné zatížení - nadbytečný kompresní poměr nutný pro start - velké tlaky po kompresi - není vhodné pro přeplňování

19. Spalování ve vznětových motorechSpalovací prostory pro nepřímý vstřik (komůrkové motory) Přívod energie na tvoření směsi během spalování - dělený spalovací prostor se vstřikem do komůrky • tlaková komůrka se škrcením • vírová komůrka s podporou víru • tlaková s variabilní geometrií - škrcení jen tehdy, kdy potřebné

20. 16. Vnitřní tvoření směsi u SI DISI (GDi): - wallor air-guided - spray guided Nízké zatížení – vrstvená chudá směs (zápalná i při celkově vysokém přebytku vzduchu), tumble + vstřik paliva, snížené až odstraněné škrcení Vysoké zatížení – homogenní stechiometrická směs (VW FSI a Alfa Romeo) Spray-guided spalování s čepovou tryskou, CR vstřikováním Siemens (BMW)

21. Regulace dávky (vysunutí regulační tyče vstřikovacího čerpadla) u vznětového motoru Výkonnostní regulace vozidlového motoru Omezovací dvourežimová regulace