Vstřikování naftových motorů – nové myšlení | Autoperiskop.cz

Philippe Bercher ze společnosti Delphi zdůrazňuje:

Pokud zvýšíme tlak, je to proto, že chceme zvýšit kvalitu směsi vzduchu a paliva ve spalovací komoře díky menším průměrům otvorů trysky. Od začátku bylo naším cílem splnění emisních norem a snížení emisí CO2, což je pro nás další hybnou sílou. Prioritami se tak staly právě vyšší vstřikovací tlaky a počet vstřiků.

Společnost Delphi

– představila na mezinárodním kongresu SIA v Rouenu studii o novém vývoji v zařízení vstřikování paliva a systémech řízení motoru, které výrazně pomáhají snižovat celkové emise dieselového motoru včetně CO2. Tyto nejnovější technologie zjednoduší dodržování stále náročnějších emisních norem v Evropě, jako je například Euro6, a na jiných trzích po celém světě, kde jsou vysoce účinné vznětové motory stále více uznávány jako účinný prostředek pro snižování emisí CO2.

Tato vylepšení se týkají zvyšování maximálního provozního tlaku z 2 000 bar až na 2 400 bar s vylepšenou atomizací pod vysokým tlakem, modernizace řídicího systému Delphi s uzavřeným regulačním okruhem „closed-loop“, zvýšení hydraulické účinnosti a zkrácení času startování motoru pro bezproblémový stop-start.

Hlavní výzkumné činnosti prováděné v průběhu posledních pěti let se z velké části týkaly zkoumání potenciálu zvyšování výkonu systému vstřikování a strategií elektronického řízení motoru. Cílem bylo splnit emisní normy Euro6, uvést do činnosti systém snižování emisí CO2 „stop-start“, snížit hydraulické ztráty energie a optimalizovat náklady.

Jasné priority

„Od začátku bylo naším cílem splnění emisních norem a snížení emisí CO2, což je pro nás další hybnou sílou. Prioritami se tak staly právě vyšší vstřikovací tlaky a počet vstřiků,“ uvádí Philippe Bercher ze společnosti Delphi. „Když jsme na začátku roku 2000 zahájili výrobu, začínali jsme na tlaku 1 400 bar a dnes jsme na 2 000 bar.“ „Nicméně, tento proces zde nekončí,“ říká: „U osobních automobilů nyní dosahujeme tlaku 2 400 bar, ale u motorů pro velké zatížení jsme o krok napřed. Ty jsou již ve výrobě s tlakovou hodnotou 2 500 bar, která dosahuje až 2 700 nebo dokonce 3 000 bar. U osobních automobilů a lehkých dieselů možná, ano, můžeme zvýšit vstřikovací tlak až nad 2 400 bar. Nejsem si však jist, zda budou náklady a složitost u lehkých dieselových motorů přijatelné.“

Nicméně, není to jen o úsilí společnosti Delphi nebo schopnosti dosáhnout tak vysokých vstřikovacích tlaků, ale také o tom, zda bude projeven zájem ze strany výrobců OEM, jak vysvětluje Bercher: „Při pohledu do budoucna vnímáme dvě odlišné strategie, takže musíme trochu hovořit o plánech výrobců OEM, protože vidíme různé směry. Jeden z hlavních výrobců vozidel se například zaměřuje na systém pozdějšího zpracování NOx pro Euro6, takže pravděpodobně nebude vyžadovat vyšší tlaky a zůstane u tlaku 2 000 bar, a to i u příštích generací motorů. Jiní zákazníci však chtějí mít jistotu, že motor má nejnižší emise, protože nechtějí používat systém pozdějšího zpracování NOx a vyžadují stále větší tlak.“

Stejně jako u většiny technologií existují výrobní, materiálové a cenové kompromisy. To platí převážně pro systémy vznětového motoru určeného pro splňování normy Euro6 a zejména Euro7 v malých vozidlech, kde režijní náklady na další technologii vznětových motorů mohou převyšovat zisky plynoucí z nízké spotřeby paliva a emisí výfukových plynů.

Bercher upozorňuje, že je třeba nalézt rovnováhu mezi vstřikovacími tlaky a počtem otvorů trysek ve vstřikovači pro stálý průtok tryskou: „Pokud zvýšíme tlak, je to proto, že chceme zvýšit kvalitu směsi vzduchu a paliva ve spalovací komoře díky menším průměrům otvorů trysky. Uvědomujeme si, že průměr otvoru trysky pro nás dnes představuje jisté omezení, protože pokud půjdeme pod 90 mikronů, dojde k vytváření karbonu. Dále je to také otázka výroby. Pokud však můžeme zmenšit průměr otvoru, nemusíme tolik zvyšovat tlak, protože by pak zmenšení otvoru trysky nepřineslo výhody spojené s emisemi.“

Technologické výzvy

„Dále zde existuje omezení (limit) počtu otvorů, protože limitem je v současné době průměr otvoru, a tudíž počet otvorů, které lze umístit na tělo trysky. V současné době využíváme osm až devět otvorů. Půjdeme-li nad tento počet, nebudete mít dostatek materiálu mezi otvory pro odolávání vysokému tlaku.“ Přiznává, že společnost Delphi testovala trysky s více otvory, ale tvrdí: „Zatím to nepřineslo žádné výhody.“ „Můžete se domnívat, že zvýšení tlaku rozvodného vedení vstřikovače nad 2 000 bar může mít řetězový účinek na ostatní části palivového systému – tomu tak není,“ říká Bercher. „Velkým krokem byl přechod z rotačního čerpadla 500 bar na 1 400 – 1 500 bar. Dnes ale víme, která zlepšení ve výrobním odvětví musíme učinit, takže nečelíme stejným problémům.

Požadavek na nižší emise výfukových plynů

– nutí výrobce OEM vyvíjet stále složitější systémy hnacích ústrojí obsahující kombinace technologií, jako jsou elektrické pomocné motory a systém stop-start, u kterých společnost Bercher a její tým zdůrazňuje vlastní problémy:

„U systému stop-start jsou tři hlavní problémy: první se týká čerpadla, protože bude muset snášet více stop-startů než běžný systém. Zákazník může dosáhnout 300 000 – 500 000 stop-startů v průběhu životnosti vozidla. U standardního vozidla bez systému stop-start je to možná polovina. To znamená, že je třeba zkvalitnit čerpadlo natolik, aby bylo možné zdvojnásobit jeho běžnou životnost, což má dopad na ložiska v čerpadle. Za druhé je potřebný čas k obnovení tlaku kvůli zpětnému průsaku vstřikovačů. Například u vstřikovačů s přímým řízením, kde po vypnutí motoru nedochází ke zpětnému toku do nádrže, se udržuje v systému tlak, který je tak k dispozici pro vstřik a zážeh motoru.

„Pokud jde o systém řízení motoru (EMS), můžeme konečně vyvinout koncepci, která zajistí udržení motoru v určité pozici po jeho zastavení. Systém EMS tak po opakovaném nastartování motoru zná jeho aktuální stav a může zajistit okamžité řízení vstřikování. U elektrických-dieselových hybridních systémů je to trochu jinak, protože počet stop-startů je téměř třikrát vyšší,“ dodává.

Globální síť perfektně vybavených a vyškolených specialistů Delphi

– nabízí profesionální a cenově efektivní diagnostiku, testy a opravy nejmodernějších palivových soustav současných naftových motorů i motorů zítřka. I servisy Delphi v ČR již investovali značné prostředky do nejnovější opravárenské techniky, přístrojů, nářadí i získání dovedností.

K zjištění Vám nejbližšího servisu Delphi

– navštivte internetové stránky firmy TAD Praha, která společnost Delphi v plném rozsahu v České republice zastupuje a dbá na vysokou odbornou kvalitu celé servisní sítě Delphi v ČR a komplexně jí v tom pomáhá tak, aby i oprava vašeho vozu byla provedena v servisních střediscích Delphi v nejvyšší kvalitě.

Firma T.A.D Praha

– se zabývá především servisem a opravami systémů vysokotlakého vstřikování nafty do válců vznětových motorů a mimo společnost Delphi zastupuje další 3 z 5 největších světových (evropských) výrobců vstřikovacích systémů. Více o dieselových motorech, jejich významu, servisu, opravách a náhradních dílů a další zajímavosti na www.tadpraha.cz:

Dnešní zajímavý článek jsme vybrali pro čtenáře Periskopu z Magazínu Delphi pro automechaniky.