Cest Voz Spec 6 Dizel 2 0

VELEUČILIŠTE U RIJECIPrometni odjel

10.2012.

DIZEL MOTOR (2)

Stvaranje gorive smjese

1

Ubrizgavanje goriva kod dizel motora

Način rada dizel motora temelji se na samozapaljenju goriva ubrizganog u komprimirani zrak u prostoru izgaranja.

2

Stvaranje čađe


U kratkom vremenu treba ubrizgati potrebnu količinu goriva, izmiješati ju s zrakom, te postići da se cijela smjesa pravovremeno zapali.

Odgovarajuća smjesa se može dobiti isparavanjem goriva na dva načina:• Raspršivanjem goriva u fine kapljice unutar

kompresionog prostora

*

• Taloženjem goriva na vruće stijenke komore za izgaranje pri čemu gorivo isparava i stvara gorivu smjesu (M – postupak)

3


Raspršivanje goriva u fine kapljice unutar kompresionog prostora*

4


Taloženje goriva na vruću stijenku kalote klipa za izgaranje pri čemu gorivo isparava i stvara gorivu smjesu (M – postupak direktnog ubrizgavanja goriva)

*

5


Navedeni načini isparavanja goriva se u praksi ne mogu strogo odijeliti.Npr. kod raspršivanja goriva uvijek postoji i izvjesno taloženje na stijenkama komore, a u drugom slučaju – taloženju, ubrizgani mlaz goriva mora proći kroz komprimirani zrak.

U svakom se slučaju pred sustav za ubrizgavanje postavljaju visoki zahtjevi, jer sustav mora zadovoljiti da se gorivo ubrizgava:

• s početkom u točno određenom trenutku, • u odgovarajućem trajanju• u točnoj raspodjeli količine tijekom ubrizgavanja - ovisno o režimu rada motora• u točnoj raspodjeli količine tijekom ubrizgavanja - ovisno o režimu rada motora• jednako u svim cilindrima• pri startanju motora u dovoljnoj količini da motor upali, ali koja neće izazvati crni dim• s ograničenjem količine nakon postizanja maks. broja okretaja

6

Ubrizgavanje goriva kod dizel motoraVisoki zahtjevi postavljeni pred sustav za ubrizgavanje se kompliciraju još zbog:

• Vrlo kratkog ukupnog trajanja ubrizgavanja.Zavisno od veličine motora i režima rada, trajanje iznosi svega 5/10.000 – 1/100 s.

• Malih ubrizganih količina po ciklusuTe su količine 5/1000 – 2/10 g/ciklusu uz relativno veliki odnos promjene sa praznog hoda na

puno opterećenje (1:5).• Visokih mehaničkih i temperaturnih opterećenja

Tlak goriva: od 400 ÷ 2.500 bar, temp. u cilindru preko 2000 Cº.• Brzih promjena pritisaka i pojava koje prate nestacionarno strujanje fluida.7


Prema prostorima u kojima se priprema goriva smjesa razlikujemo dva načina ubrizgavanja:

• Indirektno• Direktno (u cilindar)

8


Indirektno ubrizgavanje se vrši u predprostoru tako da se gorivo raspršuje u manjoj i zato toplijoj komori i tako lakše zapali.

S predkomorom S vrtložnom komorom

9

• Indirektno ubrizgavanje

• 1 Rasprskač • 2 Predkomora• 2 Predkomora• 3 Odbojna površina

• 4 Strujni kanal• 5 Žarnica za hladni start

Nakon što se zbog visokog pritiska i temperature u komori smjesa goriva i zraka zapalila, plamen kroz strujni kanal prelazi u prostor cilindra i potiskuje klip.

10

Varijanta neizravnog ubrizgavanja i izgaranja u vrtložnoj komori

• 1 Rasprskač • 2 Tangencijalni strujni kanal• 3 Žarnica za hladni start

Indirektno ubrizgavanje

Indirektno ubrizgavanje se odvija u dvije faze i zato rezultira postepenim rastom tlaka te “mekšim” radom motora od direktnog ubrizgavanja.Za razliku od direktnog ubrizgavanja, ovi motori uvijek zahtijevaju predgrijavanje pomoću elektr. žarnice prije starta (ljeti i zimi).Ipak, danas se indirektno ubrizgavanje više ne koristi, jer ne uspijeva zadovoljiti stroge norme za emisiju štetnih tvari, a i troši više goriva. 11

Direktno ubrizgavanje goriva

Oblici kompresionih komora pri direktnom ubrizgavanju goriva

12

PROSTOR IZGARANJAPostupak direktnog ubrizgavanja

• 1 Rasprskač s više rupica • 2 ω - kalota u klipu• 3 Žarnica za hladni start

ωω

Za razliku od indirektnog ubrizgavanja, ovi motori zahtijevaju predgrijavanje pomoću elektr. žarnice prije starta pomoću elektr. žarnice prije starta samo pri niskim temperaturama.

13


Moderni dizel motori koriste direktno ubrizgavanje raspršivanjem kapljica goriva.

*

Osnovni razlozi raspršivanja goriva su:a) uvećanje njegove kontaktne površine radi ubrzanja razmjene toplineb) namjerna ili organizirana nehomogena raspodjela goriva po komori izgaranja radikontroliranog zapaljenja i izgaranja tako nastale smjese (slojevito punjenje ili slični načini pripreme smjese).

14


Nastajanje mlaza goriva iz brizgaljke

15


Proces raspršivanja - isparavanja goriva te stvaranja plamena

Soot Concentration - koncentracija čađe

16


Proces raspršivanja - isparavanja goriva te stvaranja plamena

Prodornost mlaza povećava se:• sa pritiskom ubrizgavanja• sa povećanjem otvora mlaznice

Prodornost mlaza opada • pri povećanju pritiska sredine u koju se vrši

ubrizgavanje• sa povećanjem vrtložnog kretanja sredine u

koju se vrši ubrizgavanje.17


Utjecaj vrtloženja zraka na oblik mlaza

18

Usisni kanali za zrak

2 Vrtložni kanal usisnog zraka5 Kanal direktnog strujanja zraka6 Zaklopka za prekid direktnog

strujanja zraka

19

Usisni kanali (kanal punjenja direktnim zrakom je isključen)

20


Jednako važan je način prekida mlaza goriva na kraju ubrzizgavanja

21


Početkom 90-tih godina se smatralo je proces izgaranja uspješniji ako se raspršivanje odvija pod većim pritiskom i u što u što kraćem vremenu.Prva tvrdnja i danas stoji.Međutim, ako se to učini u vrlo kratkom vremenu tada se gorivo odjednom rasprši u malom prostoru te plamen nastaje samo u tom dijelu ne ispunjavajući optimalu cijelu komoru izgaranja.Osim toga tada tlak raste naglo (udarno) što jako opterećuje klipni mehanizam i stvara buku.Prvi dizelski serijski auto s direktnim ubrizgavanjem – Fiat Croma (1986.) se zato u radu mogao čuti na daleko.radu mogao čuti na daleko.Austrijski Steyr je 1991. razvio M1-seriju motora s tzv. zoom ubrizgavanjem.Mlaz se ne nastoji odmah raspršiti, nego se u dugačkoj putanji raspršuje u daljnjem dijelu komore.To je preteča današnjeg uzastopnog ubrizgavanja (Multi-jet, JTDM i sl.)

22

Marketinške oznake dizel motora s direktnim ubrizgavanjem goriva

CDI (Common Rail Direct Injection): Daimler, Mercedes-Benz DTI (Direct Turbo Injection): Opel

CDTI (Common Rail Diesel Turbo Injection): Opel CRDi (Common Rail Direct Injection): Hyundai, Kia dTI (Direct Turbo Injection): Renault dCi (Diesel Common-Rail Injection): Renault Nissan, DDIS: Suzuki (Common-Rail)

D I DDI-D (Direct Injection Diesel): Mitsubishi (Common-Rail) D-4D (Direct Injection 4-stroke Diesel): Toyota (Common-Rail) HDi (High Pressure Direct Injection): Citroën, Peugeot (Common-Rail) i-CTDi (intelligent Common Rail Turbo Diesel Injection): Honda JTD (Jet Turbo Diesel) Alfa-Romeo, Fiat, Lancia (Common-Rail) JTDM (Jet Turbo Diesel Multijet): Alfa-Romeo, Fiat, Lancia (Common-Rail) TDDI (Turbo Diesel Direct Injection): Ford TDCi (Turbodiesel Common Rail Injection): Ford TDI (Turbodiesel Direct Injection): Audi, Seat, Škoda, VW

23

Documents

Cest Voz Spec 6 Dizel 2 0