UNIVERZITA PARDUBICE DOPRAVNÍ FAKULTA JANA PERNERA. Úprava slo ení výfukových plyn zá ehových motor pou itím katalyzátoru materiáln didaktická pom cka

Transkript

1 UNIVERZITA PARDUBICE DOPRAVNÍ FAKULTA JANA PERNERA Úprava slo ení výfukových plyn zá ehových motor pou itím katalyzátoru materiáln didaktická pom cka BAKALÁ SKÁ PRÁCE AUTOR: VEDOUCÍ PRÁCE: Vladimír enk Ing. Jaromír Folvar ný 2010

2 UNIVERSITY OF PARDUBICE JAN PERNER TRANSPORT FACULTY Exhaust gas composition modification of spark ignition engines by using exhaust gas catalyst materiál education gadget BACHELOR WORK AUTHOR: SUPERVISOR: Vladimír enk Ing. Jaromír Folvar ný

3 3

4 4

5 PROHLÁ ENÍ Tuto práci jsem vypracoval samostatn. Ve keré literární prameny a informace, které jsem v práci vyu il, jsou uvedeny v seznamu pou ité literatury. Byl jsem seznámen s tím, e se na moji práci vztahují práva a povinnosti vyplývající ze zákona. 121/2000 Sb., autorský zákon, zejména se skute ností, e Univerzita Pardubice má právo na uzav ení licen ní smlouvy o u ití této práce jako kolního díla podle 60 odst. 1 autorského zákona, a s tím, e pokud dojde k u ití této práce mnou nebo bude poskytnuta licence o u ití jinému subjektu, je Univerzita Pardubice oprávn na ode mne po adovat p im ený p ísp vek na úhradu nákladu, které na vytvo ení díla vynalo ila, a to podle okolností a do jejich skute né vý e. Souhlasím s prezen ním zp ístupn ním své práce v Univerzitní knihovn Univerzity Pardubice. V Pardubicích dne: Vladimír enk 5

6 ANOTACE Bakalá ská práce je zam ena na úpravu a slo ení výfukových plyn zá ehových motor pou itím katalyzátoru s materiáln didaktickou pom ckou uzav eného regula ního obvodu, v etn výfukové soustavy kody Fabia V (55 kw). V úvodní ásti se zaobírám motorovými palivy a u jejich slo ením, tvorbou a spalováním. V dal ích ástech se zam uji na slo ení výfukových plyn a vlastnosti kodlivých slo ek, které vznikají p i spalování paliva v souvislosti se sou initelem p ebytku vzduchu, vývojem emisních p edpis EHK a rozd lení norem EU. Dále porovnávám nam ené emisní hodnoty pro motory koda Fabia V spl ující normu EURO 4 a 1.2 TSI s normou EURO 5. V záv re né fázi se dostáváme k úprav slo ení výfukových plyn za pou ití katalyzátor a lambda sond a následn jejich konstrukcí. ANNOTATION The thesis is focused on treatment and the composition of exhaust gases from the engine using a catalyst material and teaching aids closed loop, including the exhaust system Skoda Fabia V (55 kw). In the first part focuses on motor fuels, whether their composition, formation and combustion. In the following sections focus on the composition of exhaust gases and the properties of harmful substances generated by the combustion of fuel in connection with excess air coefficient, the development of emission regulations EHK and distribution of EU standards. Furthermore, comparing the measured emission rates for engine Skoda Fabia V meeting Euro 4 and 1.2 TSI with Euro 5 In the final stage, we come to modify the composition of exhaust gases using a catalytic converter and lambda probe, and consequently their structures. KLÍ OVÁ SLOVA motorová paliva, pístový spalovací motor, zá ehové motory, výfukové plyny, sou initel p ebytku vzduchu, emise, recirkulace výfukových spalin, katalyzátor, lambda sonda KEYWORDS engine fuel, cylinder engine, spark ignition engine, exhaust fines, excess air coefficient, emissions, Exhaust Gas Recycling, catalyst, lambda probe 6

7 7

8 POD KOVÁNÍ Na záv r této bakalá ské práce nesmím zapomenout pod kovat lidem, kte í mi pomohli a poskytli k dispozici p edvád cí v z koda Fabia 1.2 TSI firmou Olfin Car Palace Hradec Králové, pro získání a porovnání emisních hodnot. M ení se provád lo na stanici emisní kontroly SO a SOU Vocelova Hradec Králové, kde d kuji p. Kulhavému a p. Hradeckému. A v neposlední ad bych cht l pod kovat vedoucímu mé bakalá ské práce panu Ing. Jaromíru Folvar nému za odborné konzultace. 8

9 OBSAH: ÚVOD Motorová paliva, jejich sm si se vzduchem a termochemie ho ení Uhlovodíky s et zovou vazbou atom uhlíku Uhlovodíky s kruhovou vazbou atom uhlíku Alkoholová paliva (líh) Po adavky na paliva pro zá ehové motory Sm s paliva a vzduchu, termochemie Tvo ení sm si a její spalování v zá ehových motorech Zá eh sm si a normální pr b h ho ení Poruchy pr b hu spalovacího procesu v zá ehových motorech Slo ení výfukových plyn zá ehových motor a vlastnosti kodlivých slo ek kodliviny v závislosti na sou initeli p ebytku vzduchu Vlastnosti kodlivých slo ek výfukových plyn Vývoj emisních p edpis EHK a norem pro kategorii vozidel M1, N Rozd lení emisních norem EURO Porovnání emisních hodnot koda Fabia V a 1.2 TSI Technické parametry motor V a 1.2 TSI Úprava slo ení výfukových plyn pou itím oxida ního, t íslo kového a zásobníkového katalyzátoru Opat ení na motoru pro sní ení kodlivin z výfukových plyn Zp tné vedení výfukových plyn Elektromagnetický ventil zp tného vedení (EGR) Sekundární vzduchový systém Úprava výfukových plyn v katalyzátoru innost katalyzátoru a rozd lení katalyzátoru. 58 9

10 5.4.1 Katalyzátor s ízeným p ípravy sm si ( ízený katalyzátor) Katalyzátor s ne ízeným p ípravy sm si (ne ízený katalyzátor) Provozní podmínky a kontrola katalyzátoru 66 6 Konstruk ní provedení lambda sond a katalyzátor Teorie a (historie) sondy Funkce dvoubodové i skokové sondy Princip innosti odporové sondy Princip innosti irokopásmové sondy Vnit ní uspo ádání sondy M ící m stek ( vyva ování kyslíku ) Modulace sm si P evodní charakteristika Konstrukce a innost katalyzátoru Výhody a nevýhody keramického nosi e oproti kovovému 83 ZÁV R 84 SEZNAM POU ITÝCH INFORMA NÍCH ZDROJ. 85 SEZNAM TABULEK. 86 SEZNAM OBRÁZK 87 SEZNAM POU ITÝCH ZKRATEK. 90 SEZNAM P ÍLOH

11 Úvod V dne ní dob, kdy se kladou velké nároky na sni ování emisí výfukových plyn u spalovacích motor automobil (zá ehových i vzn tových) z d vodu sní ení obsahu kodlivých látek v ovzdu í z výfukových plyn a ochrany ivotního prost edí, rozhodl jsem se nahlédnout na samotný po átek vývoje emisních p edpis EHK (EVROPSKÉ HOSPODÁ SKÉ KOMISE), jeho po átek se datuje k roku 1971 a na zp sob jakým výrobci automobil plní po adované emise výfukových plyn pro danou následn platnou normu EURO. Z názvu mého tématu bakalá ské práce plyne, e se budu zabývat p evá n zá ehovými motory, ale povrchn jsem za lenil n které informace o vzn tových motorech. Cílem mé bakalá ské práce bylo zjistit, jakým zp sobem dochází k úprav výfukových plyn u zá ehových motor kody Fabia V první generace (rok výroby 2003) a kody Fabia 1.2 TSI druhé generace (rok výroby 2010), a porovnat nam ené emisní hodnoty v závislosti na rozdílných technických parametrech t chto dvou motor spl ující rozdílné emisní normy. U t chto motorizací jsou rozdílné emisní normy EURO, kde motor V plní normu EURO 4 a motor 1.2 TSI normu EURO 5 s pou itím irokopásmové lambda sondy a ízeného katalyzátoru u obou typ. Dal ím cílem bylo vytvo it výukový panel výfukové soustavy motoru V s následným jeho popisem. Tato bakalá ská práce je roz len na na samotná motorová paliva, jejich vlastnosti a po adavky, které musí spl ovat, tvorbu sm si ve válci spalovacího motoru a vývoj emisních p edpis, které musejí výrobci automobil spl ovat. Dále porovnává dva typy motor s rozdílnými emisními normami a zp sob jakým dochází ke sní ení kodlivin z výfukových plyn. Na záv r se zam uji na vytvo ení samotného výukového panelu znázorn ným regula ním obvodem a výfukovou soustavou motoru V. 11

12 1 Motorová paliva, jejich sm si se vzduchem a termochemie ho ení Nejvíce pou ívaná paliva v pístových spalovacích motor jsou kapalná uhlovodíková paliva, která získáváme tzv. frak ní destilací ropy. Destila ní rozmezí d lí jednotlivé skupiny uhlovodík do dvou skupin motorových paliv podle dané teploty: 1 a) ( C) jsou lehce odpa itelná jako je (benzin), v t inou frakce C 4 C 10 b) ( C) t ko odpa itelná jako je (nafta), v t inou frakce C 9 C 22 Slo ení uhlovodík se v obou skupinách a),b) upravují dal ími metodami, jako je nap íklad (krakování, reforning, hydrogenace a pod.) Z dal ích kapalných vhodných pro PSM, lze p ipomenout líh (metanol i etanol) a dal í paliva biologického p vodu, nap. metylester epkového oleje. 2 V PSM lze rovn (a s adou výhod) pou ívat paliva plynná, p edev ím zemní plyn (tvo ený z podstatné ásti metanem) a tekuté rafinérské plyny (LPG), obsahující sm s propanu a butanu. Z dal ích plynných paliv lze pou ít jako motorové palivo kalový plyn (bioplyn), obsahující cca 60-65% metanu. Jako perspektivní plynné palivo (ozna ované jako palivo budoucnosti) se uva uje i vodík. V echna motorová paliva musí vyhovovat základním po adavk m, mezi které pat í zejména: 3 1 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 66); viz len ní a, b 2 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 66) 3 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 66) 12

13 - vysoká výh evnost, - schopnost vytvá et v podmínkách válce (spalovacího prostoru) motoru kvalitní sm s se vzduchem, - schopnost spolehlivého zá ehu (vznícení) sm si a tém úplného vyho ení, - vysoká istota jako p edpoklad bezproblémové dodávky paliva do motoru, - stabilita vlastností p i skladování a doprav, dostate n bezpe ná manipulace, - minimální obsah síry (volné i vázané). Uhlovodíková (ale i lihová) paliva jsou tvo ena slou eninami uhlíku s vodíkem. U uhlovodíkových paliv má uhlík jako tyrmocný prvek valen ní vazbu bu s vodíkem nebo s dal ím atomem uhlíku a vytvá í tak slo it j í et zce atom uhlíku. Vazba atom uhlíku v molekule m e být bu et zová nebo uzav ená kruhová (cyklická). Struktura uhlovodíkové molekuly (tj. zp sob vazby uhlíkových atom ) má zásadní vliv na vlastnosti uhlovodík s ohledem na vhodnost pro pou ití v motorech zá ehových nebo vzn tových Uhlovodíky s et zovou vazbou atom uhlíku Molekuly t chto uhlovodík obsahují maximální mo ný po et atom vodíku, (100% nasycení vodíkem nazývají se proto nasycené), jejich obecný vzorec je C n H 2n+2 a pro p ímý et zec atom uhlíku je druhový název t chto uhlovodík n alkany (d íve n parafiny). Do této skupiny pat í kup. metan, etan, propan, butan, oktan, atd. 4 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 66) 13

14 Uhlovodíky typu n alkany jsou vhodnou slo kou motorové nafty ( et zec se snadno rozpadá, dobrá schopnost pro vzn cování). 5 Atomy uhlíku mohou vytvá et (p i stejném vzorci) r zná v tvení et zc druhový název t chto uhlovodík je izoalkany (d íve izoparafiny): z této skupiny jsou nejznám j í izobutan a izooktan. Izoalkany jsou vhodné pro benzinová paliva. 6 Ve vazebním et zci uhlíkových atom se m e vytvo it zdvojená vazba uhlíku na úkor atom vodíku: vznikne tak nenasycený uhlovodík s obecným vzorcem C n H 2n (alkeny d íve název olefiny). Tyto uhlovodíky nejsou vhodnou slo kou motorových paliv (nenasycenost je p í inou ur ité nestálosti; dochází k pomalým reakcím s atmosférickým kyslíkem, k polymerizaci a vzniku makromolekulárních prysky ic). 7 Dal í skupinou uhlovodík s et zovou vazbou uhlíkových atom jsou nenasycené uhlovodíky typu C n H 2n-2 alkiny, ve kterých mají sousední atomy uhlíku trojnou vazbu: nejznám j í z t chto uhlovodík je etin (acetylen) C 2 H 2. Pro motorová paliva jsou tyto uhlovodíky nevhodné ( ze stejných d vod jako alkeny). 8 5 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 6 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 7 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 8 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 14

15 1.2 Uhlovodíky s kruhovou vazbou atom uhlíku Jedná se o nasycené uhlovodíky typu C n H 2n, jejich et zec je uzav ený (sto ený do kruhu). Zna ené jsou jako cyklany (nafteny); jsou p ijatelnou slo kou benzinových paliv. Dal í skupinou uhlovodík s kruhovou vazbou atom uhlíku, která ale na rozdíl od cyklan mají v kruhu uhlíkových atom i dvojné vazby mezi atomy uhlíku, tvo í tzv. cykloalkeny. Jsou to nenasycené uhlovodíky; t chto skupin uhlovodík mohou být i vzájemn navázány dva kruhy uhlík (nebo i více kruh ) a vzniknou tzv. polycyklany (C n H 2n-2 aj.). 9 Velkou skupinou uhlovodík s kruhovou vazbou atom tvo í aromáty (obecný vzorec C n H 2n-6 ): základem molekuly je esti lenný uhlíkový kruh se t emi dvojnými vazbami uhlíku (benzel benzol). U t chto uhlovodík vzniká ada derivát (nap. p i nahrazení jednoho nebo n kolika atom vodíku skupinami CH 3 i C 2 H 5, vzájemným propojením n kolika kruhových vazeb apod.), které mohou být popsány rozmanitými obecnými vzorci (nap. metylnaftalen C 11 H 10 je uhlovodík vytvo ený ze dvou benzenových jader, kde jeden atom vodíku nahradila metylová skupina CH 3 ). 10 Uhlovodíky s kruhovou vazbou atom uhlíku jsou vhodnou slo kou benzínových paliv: n které skupiny t chto uhlovodík (nap. benzen, toluen, xylen, polycyklické aromatické uhlovodíky) v ak p edstavují velká hygienická rizika a proto se jejich obsah v benzinových palivech za íná výrazn omezovat ( v nedávné dob byl obsah aroma v benzínových palivech kolem 40%, technologií tzv. reformulace benzin se dnes sni uje obsah aromát a na 25%) BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 10 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 11 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 15

16 1.3 Alkoholová paliva (líh) M eme je za adit mezi uhlovodíková paliva, tvo ená náhradou atomu vodíku slou eninou atomu kyslíku s atomem vodíku (hydroxylovou OH). Vzniká tak molekula typu R OH: metylalkohol CH 3 OH, etylalkohol C 2 H 5 OH. 12 Alkoholová paliva se pou ívají jako vhodná slo ka paliv pro zá ehové motory (a to ve sm si s benzínovými palivy, p íp. pro zvlá tní ú ely i samostatn ). Zvlá tní skupinou derivát uhlovodíkových paliv jsou étery, vytvo ené ze dvou radikál uhlovodíkových paliv pomocí vazby atomem kyslíku: R-O-R. Vyu ití éter v dal ích r zných slou eninách (tzv. oxislou eniny, nap. metylterciár-butyl-éter MTBE), p idávaných do benzin, zvy uje v benzinech hmotností obsah kyslíku a na 2% (tzv. oxibenziny) a napomáhá tak ke sní ení emisí CO. V moderních benzinech je dnes výskyt obsah látek typu MTBE kolem 10% (objemových) s cca 2% hmotnostního podílu O 2 v benzinu BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 67) 13 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 68) 16

17 Obr.1: Uhlovodíky s p ímým, rozv tveným a cyklickým et zcem Po adavky na paliva pro zá ehové motory Základními po adavky jsou schopnost snadno tvo it zápalnou sm s se vzduchem, schopnost snadného zapálení (za ehnutí) sm si pomocí ízeného zdroje zá ehu (vysokonap ového výboje na zapalovací sví ce a odolnost proti samovolnému (ne ízenému) rozb hu oxida ních reakcí v podmínkách pracovního ob hu ve válci motoru Dostupné z < BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 68) 17

18 Schopnost vytvá et sm s palivových par se vzduchem je závislá u kapalných paliv hlavn na jejich odpa itelnosti. Odpa itelnost je posuzována podle destila ní k ivky, která udává závislost odpa eného mno ství paliva na teplot viz obr Obr. 2: Destila ní k ivka 17 - Teplota za átku destilace ovliv uje ztráty p i manipulaci s palivem, a tím rozhoduje i o bezpe nosti p i práci s palivem. V na ich klimatických podmínkách se tato teplota pohybuje v rozsahu 30 a 35 C. - Teplota 10% bodu ovliv uje startovatelnost studeného motoru, tendence je sni ovat tuto teplotu pod 65 C. V oblasti do teploty 10% bodu se zji uje p i teplot 40 C i tlak nasycených par, který rovn charakterizuje odpa ovací schopnost paliva: pro léto je hodnota tlaku kpa,v zim potom úpravou benzinu pro zimní provoz se zvy uje na kpa. 16 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 68) 17 Dostupné z < 18

19 - Teplota 50% bodu rozhoduje o rychlosti oh evu motoru po studeném startu na provozní teplotu a o akcelera ních vlastnostech motoru p i rychlém otev ení krtící klapky (vliv na opot ebení motoru, emisní vlastnosti). Moderní benziny dnes mají tuto teplotu ji v blízkosti 80 C (d íve se dokonce tato teplota mohla pohybovat a kolem 140 C) Teplota 95 C bodu má vliv na ú innost vzho ení paliva ve válci motoru: uhlovodíky s teplotou varu nad 200 C se v zá ehovém motoru spálí neúpln (i ve zcela proh átém motoru). P ípustná teplota 95 C bodu je proto 180 C, snaha motorá je dosáhnout 95% bodu p i teplotách C. - Konec destilace: teplota konce destilace není v p edpisu destila ní k ivky stanovena (obtí né ur ení této teploty jednak z d vodu tzv. destila ních ztrát v parách nejt kav j ích uhlovodík, jednak pro t ko definovatelný a m itelný destila ní zbytek), uva uje se v ak s teplotou nejvý e 215 C. V t í p ítomnost t ko odpa itelných uhlovodík v benzinech m e zp sobovat zvý ené emise nespálených uhlovodík ve výfukových plynech a dále se mohou tyto uhlovodíky objevit i v mazacím oleji ( ed ní mazacího filmu na st n válce, pronikání p es pístní krou ky do klikové sk ín ) a zhor ovat kvalitu mazacího oleje. 19 Jedna z nejvýznamn j ích vlastností paliv pro zá ehové motory je jejich vysoká antidetona ní odolnost: schopnost paliva odolávat samovolnému (ne ízenému) rozb hu oxida ních reakcí v podmínkách pracovního ob hu ve válci motoru (zejména ve fázi postupujícího ho ení od ohniska zá ehu sm rem k zatím nespálené sm si) se vyjad uje pomocí jednotek oktanového ísla (O ). O paliv pro zá ehové motory se zji uje speciálním postupem na zku ebním jednoválcovém motoru jako porovnávací m ení se sm sí standardních paliv. 18 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 68) 19 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 69) 19

20 Standardními palivy jsou pro tato m ení: - izooktan C 8 H 18, jeho antidetona ní odolnost je ohodnocena O = n heptan C 7 H 16 s antidetona ní odolností O = 0 20 Tyto standardní paliva se budou mísit v takovém pom ru, aby ve zku ebním motoru tato sm s vykazovala stejné vlastnosti (z hlediska intenzity detonací) jako vy et ované palivo: objemové procento izooktanu ve sm si standardních paliv je potom o O vy et ovaného paliva. 21 P i hodnocení antidetona ní odolnosti paliv se pou ívají dv metody, odli ující se provozními parametry zku ebního motoru: v obou p ípadech je hodnotícím kritériem kompresní pom r. - Motorová metoda (MM) s n = 900 1/min, zm nou p edstihu v závislosti na kompresním pom ru a vstupní teplotou sm si 149 C - Výzkumná metoda (VM) s n = 600 1/min, konstantním p edstihem 13 a vstupní teplotou sm si 52 C (nov j í metoda) BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 69) 21 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 69) 22 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 69) 20

21 O zji t né postupem podle VM je v lep í shod s praktickými (provozními) poznatky ; proti MM je stanovené O pomocí VM zpravidla vy í (rozdíl m e být i dosti výrazný, a 16 jednotek). Odchylky O mezi VM a MM jsou výrazem tzv. citlivosti paliva na zm nu provozních podmínek a tato citlivost závisí hlavn na slo ení paliva: velkou citlivost vykazují paliva s vy ím obsahem aromát. Moderní benziny s ni ím podílem aromát mají výrazn men í citlivost na zm nu provozních podmínek motoru. 23 Tab. 1: Hodnoty O, hustoty a oxida ní stability pro moderní benziny 24 Special 91 Natural 95 Super plus 98 O -výzk. metoda O -mot. metoda hustota p i 15 C [kg/m3] oxida í stabilita [min] Pozn.: Vlastnosti paliv z hlediska po adavk na antidetona ní odolnost a na schopnost samovznícení jsou protich dné: palivo s vysokou hodnotou O má nízkou hodnotu C a naopak. Orienta n je tento vztah vyjád en rovnicí: O = * C, resp. C = 60 0,5 * O (V1) BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 69) 24 Dostupné z: < 25 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 70) 21

22 1.5 Sm s paliva a vzduchu, termochemie Pro oxida ním procesu paliva se musí vhodným zp sobem k palivu (tj. ho lavin ) p ivést okysli ovadlo, tj. kyslík z atmosférického vzduchu. K dokonalé oxidaci paliva, tj. k úplném vyho ení v eho paliva a vzniku produkt dokonalého ho ení (tj. CO 2 a H 2 O) je zapot ebí p ivést k 1 kg paliva nejmén tzv. teoretické mno ství vzduchu L VT. Sm s paliva a vzduchu, která obsahuje pouze toto teoretické mno ství vzduchu, se ozna uje jako sm s stechiometrická. Teoretické mno ství vzduchu L VT se stanoví výpo tov, podle chemického slo ení paliva. Pom r mezi mno stvím paliva a vzduchu ve sm si se ozna uje jako bohatost sm si a obvykle se vyjad uje pomocí sou initele p ebytku vzduchu : jeho velikost ur uje rovnice: M V = M L p VT (V2) 26 M V hmotnost vzduchu ve sm si [kg] M p hmotnost paliva ve sm si [kg] L VT teoretické mno ství vzduchu pot ebné k dokonalé oxidaci 1 kg paliva [kg/kg] P i = 1 jde o stechiometrické slo ení (n kdy se uvádí 100% bohatost), p i < 1 jde o sm s bohatou ( bohatost > 100%, nedostatek vzduchu), >1 znamená sm s chudou (bohatost < 100% s p ebytkem vzduchu). P i < 1 dochází k nedokonalému spalování s produkcí kodlivin (hygienicky kodlivých látek ve výfukových plynech), p edev ím CO. Z t chto d vod, ale p edev ím z d vod nevyu ití energetického potenciálu v palivu, není ádoucí pracovat v re imu s < 1. V PSM p esto k takovému spalování v ur itých p ípadech dochází: nekvalitní 26 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 71) 22

23 homogenizace sm si s lokálním nedostatkem vzduchu v d sledku funk ních poruch v motoru, chybné se ízení motoru apod. S re imem = 1 pracuje p evá ná v t ina dne ních zá ehových motor. Realizace tohoto zp sobu tvo ení sm si (odm ování mno ství paliva a vzduchu) vy aduje elektronicky ízený palivový systém se zp tnou vazbou ( sonda na výstupu výfukových plyn z motoru). V re imu >1 pracují ze zá ehových motor ur ité skupiny plynových motor : e ení t chto motor musí zajistit jednak spolehlivý zá eh chudé sm si (chudá sm s má hor í zápalnost, navíc plynná paliva vy adují v t í zapalovací energii pro vytvo ení kvalitního ohniska zá ehu), jednak dostate nou rychlost vyho ívání chudé sm si (chudé sm si ho í proti = 1 a výrazn pomaleji). V echny vzn tové motory musejí být se ízeny propalování sm si s >1: celkový p ebytek vzduchu u t chto motor se p i 100% zatí ení pohybuje v rozsahu 1,3 2, p i volnob hu pracují tyto motory s p ebytkem vzduchu Pozn.: Zá ehové a vzn tové motory se od sebe zejména li í kvalitou ho lavé sm si. Zá ehové motory pracují zpravidla s homogenní sm sí palivových par a vzduchu, u vzn tových motor jde o heterogenní sm s palivových kapek (nafty) a vzduchu. Sou initel p ebytku vzduchu je popsán v dy sumárním pom rem paliva a vzduchu v náplni válce a nejsou zde zahrnuty lokální pom ry bohatosti ve sm si BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 71) 28 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 72) 23

24 2 Tvo ení sm si a její spalování v zá ehových motorech Zá ehové motory pou ívají lehce odpa itelná kapalná paliva nebo také paliva plynná. Sm s, která je vytvo ená palivovým systémem motoru se musí b hem fází pln ní válce a kompresního zdvihu zcela homogenizovat, tj. kapalné palivo se musí úpln odpa it a palivové páry se musí tém dokonale promísit se vzduchem. 29 Aby byl spolehlivý zá eh sm si musí být také její bohatost ve válci (spalovacím prostoru) motoru v rozsahu mezi zápalnosti pro p íslu né palivo. To je mo né u proh átého motoru jak inností palivového systému, tak ú inkem oh átých st n sacího potrubí a st n pracovního prostoru ve válci na erstvou nápl (a na pr b h odpa ování kapalného paliva) a ú inkem zvy ování teploty nápln p i kompresi: po studeném startu motoru v ak ú inek oh evu od st n chybí, palivo se odpa í pouze z ásti a sm s ve válci se jeví jako chudá tento nedostatek se u neproh átého motoru napravuje pomocí zvlá tních funkcí na palivovém systému (obohacení sm si p i spou t ní a proh ívání motoru). Pozn.: Meze zápalnosti pro vybraná paliva ukazuje tabulka. Benzin Metanol Zemní plyn 0,45< <1,5 0,45< <1,65 0,30< <1,8 Vodík 0,15< < BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 73) 30 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 73) 24

25 Hodnoty meze zápalnosti ukazují p edev ím skute nost, e zápalnost sm sí pohybuje irokém rozsahu. Z ady d vod je dnes p ijatelná oblast s hodnotou 1. Ke tvorb kvalitní sm si je mo nost docílení pomocí palivové soustavy. Vzhledem asovému intervalu, který je k dispozici pro homogenizaci sm si (nap. u ty dobého motoru p i otá kách n=3000 1/min je tato doba pouze 0,018s), musí palivový systém p ivád t do proudícího vzduchu (p íp. p ímo do válce) palivo ve form velmi malých kapek. V karburátoru se palivový aerosol vytvá í ú inkem p ítoku paliva do vzduchu proudící vysokou rychlostí (obr. 3) ukazuje závislost st edního pr m ru kapek benzinu na rychlosti proud ní vzduchu ve sm ovací komo e karburátoru), vst ikovacím za ízením se vytvá í palivová mlha p i vst ikování benzinu do sacího potrubí (vst ikovací tlaky cca. 0,1 0,3 MPa). 31 Obr. 3: Závislost st edního pr m ru kapek benzinu na rychlosti proud ní vzduchu ve sm ovací komo e karburátoru BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 74) 32 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 74) 25

26 Aby sm s byla homogenní ve válci napomáhá tomu rozví ení erstvé nápln p i vstupu do válce: toto rozví ení m e mít povahu: - p í ného tumble víru s osou kolmo k podélné ose válce, vyvolaného vhodným nasm rováním sacího ventilu (obr.4), Obr. 4: Vír sm si s osou kolmou k podélné ose válce 33 - tangenciálního swirl víru s osou v podélném sm ru válce, vyvolaného vhodnou konstrukcí vtokového kanálu (obr. 5). Obr. 5: Vír sm si s osou v podélném sm ru válce BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 74) 26

27 B hem kompresního zdvihu (zejména v záv ru) se m e i výrazn projevit radiální squish vír, vyvolaný vyt s ováním ástí válce do spalovacího prostoru: toto rozví ení se uplat uje p edev ím u vzn tových motor s p ímým vst ikem, má ale význam i u zá ehových motor. 35 Na pr b h vytvá ení sm si, ale zejména na charakter rozví ení nápln válce v záv re né fázi kompresního zdvihu (tj. p ed zá ehem sm si), má významný vliv uspo ádání a tvar spalovacího prostoru. e ení spalovacího prostoru sleduje n kolik cíl, p edev ím pak: - optimalizaci kompresního pom ru, - vytvo ení p im ené turbulence s velký po tem lokáních vír malých rozm r jako prost edku k optimalizaci pr b hu spalovacího procesu, - minimalizaci produkci nespálených uhlovodík BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 74) 35 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 74) 36 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 75) 27

28 Zá ehové motory vyu ívají v t í mno ství r zných tvar spalovacích prostor vytvo ených p edev ím v hlav válc, elo pístu bývá zpravidla zcela rovné nebo s m lkou kulovou miskou i s nízkou kulovou úse í (vrchlíkem). V poslední dob se za ínají objevovat e ení hlub ích spalovacích prostor v hlav válc a vy ím deflektorem na ele pístu. U plynových zá ehových motor pro spalování velmi chudých sm sí se jako vhodná e ení ukazují hlub í spalovací prostory, umíst né v hlav pístu. Obecn lze íci, e v e ení spalovacích prostor zá ehových motor se dnes hledají rezervy k dal ímu technickému zlep ení vlastností této nejroz í en j í kategorie PSM Zá eh sm si a normální pr b h ho ení Iniciace ho ení v zá ehovém motoru je zaji t na za ehnutím sm si pomocí vysokonap ového elektrického výboje. Ve velmi omezeném objemu sm si, mezi elektrodami zapalovací sví ky, dojde k extrémn rychlému zvý ení teploty teplota mezi elektrodami p ekra uje hodnotu 10 4 C. Vedle tepelné disociace molekul dochází k intenzivní ionizaci prost edí v okolí jisk i t. To vzvolá bezprost ední reakce slo ek ve sm si, které probíhají vysokou rychlostí a rezultují nakonec zavr ením této po áte ní fáze zá ehu vytvo ením ivotaschopného ohniska zá ehu. Pro homogenní sm s se slo ením blízkým stechiometrickému sm ovacímu pom ru posta uje zapalovací energie ve velikosti do 3 5mJ, p ivedená b hem 0,5 1 ms; pro spolehlivý zá eh chud ích sm sí je pot eba výrazn zvý it dodanou zapalovací energii (a na mj) a prodlou it dobu jejího p sobení (na 1,5 ms). Mechanizmus zá ehu sm si vysokonap ovým výbojem má n kolik fází: schematicky to ukazuje rozlo ení teplotního pole v blízkosti jisk i t zapalovací sví ky na obr BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 75) 38 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 75) 28

29 Obr. 6: Schématické rozlo ení teplotního pole v blízkosti jisk i t zapalovací sví ky V daném okam iku vysokonap ového výboje prudce vzroste teplota mezi elektrodami zapalovací sví ky (k ivka.1) 2. Vedením tepla se z ohniska výboje za ne roz i ovat oblast zvý ení teploty (k ivka 2,3), teplota v ohnisku VN výboje p itom klesá. 39 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 75) 29

30 3. Jakmile dochází ke kladnému zabarvení probíhajících reakcí ve sm si a za ne ho et sm s v ohnisku a jeho nejbli ím okolí, pokles teploty se zpomalí, odvod tepla bude kompenzován uvoln ným teplem p i oxidaci (4,5). Kritické podmínky pro tvo ící se ohnisko zá ehu lze vztáhnout k rozm ru kulového objemu, jeho polom r r OHN p i poklesu teploty na úrove teploty zapálení musí být ~ 3x v t í ne í ka zóny plamene pl na ele ohniska zá ehu (r KRIT = 3 pl ): kulová plocha plamene s r OHN r KRIT je schopna samostatného dal ího rozvoje spalovacího procesu. 40 Z hlediska chemických proces, spojených s vytvo ením ohniska zá ehu, lze mechanizmus zá ehu vysv tlit nastartováním p edoxida ních reakcí ú inkem vysokonap ového výboje, p i kterých vznikají rozpadem struktury uhlovodíkového paliva a vazbou s molekulami kyslíku slou eniny p esycené kyslíkovou vazbou peroxidy. Tento proces vyjad uje schéma C x H y + O 2 ROOH. Peroxidy jsou málo stabilní a rozpadajíce, p i em dochází ke vzniku aktivovaných ásticvolných radikál podle schéma ROOH RO + OH. P i dosa ení ur ité pot ebné koncentrace aktivovaných ástic vznikne otev ený plamen. Tato doba vytvá ení pot ebné koncentrace produkt p edoxida ních reakcí se ozna uje jako induk ní doba (pr tah zá ehu, resp. vznícení) BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 75) 41 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 76) 30

31 Pozn.: Teplota zapálení (zápalná teplota) ho lavé sm si není fyzikální konstantou pro dané palivo. Závisí sice na velikosti a stavb molekuly paliva, ovliv ují ji v ak i dal í podmínky (sm ovací pom r, celková tepelná bilance v ohnisku zá ehu i vznícení a pod.) a asové dispozice pro dynamiku procesu zapálení. Vzájemné souvislosti hlavních parametr po áte ního procesu ho ení vyjad uje vztah = E n R TZ τ p e = konst (V3) 42.pr tah zapálení ( zá ehu, vznícení), tzv. induk ní doba TZ.teplota zapálení p tlak ho lavé sm si n ád reakce (obvykle 1< n < 2) E aktiva ní energie R plynová konstanta P i srovnatelných podmínkách je teplota zapálení ur ena p edev ím velikostí aktiva ní energie. Mechanizmus zapálení je proto podmín n zvý ením energetické hladiny molekul sm si nad hodnotu aktiva ní energie (v ur itém objemu sm si), p itom vznikají aktivované ástice a ur itá koncentrace aktivovaných ástic (aktivních radikál ) vede ke vzniku otev eného plamene s následným samovolným pokra ováním et zových spalovacích reakcí. Pro uhlovodíková paliva se velikosti aktiva ních energií pohybují v rozsahu MJ/kmol (nafta ~ 45 MJ/kmol, benzin ~ MJ/kmol, plynná uhlovodíková paliva ~ MJ/kmol ). 42 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 76) 31

32 Hodnoty aktiva ních energií vysv tlují údaje o zápalných teplotách pro n která paliva, uvád né v r zných pramenech: Nafta C Benzín C Butan C Propan C Zemní plyn C 43 Z ohniska zá ehu se ho ení roz i uje postupem ela plamene: rychlost postupu je ur ena p edev ím mno stvím aktivovaných ástic, které ze zóny ho ení pronikají do nespálené sm si. V klidném prost edí pronikají aktivované ástice p ed zónu ho ení p sobením molekulární dif ze, hloubka zóny ho ení δ T je malá a stejn tak rychlost postupu plamene u L je relativn malá (do~ 1 m/s). V podmínkách válce motoru se na rychlosti postupu plamene podílí turbulentní dif ze: rozdíl mezi molekulární a turbulentní dif zí lze vysv tlit jako rozdíl mezi p enosem jednotlivých molekul a vyná ením celých elementárních objem (schematicky to ukazuje obr. 7). Intenzita turbulentní dif ze se od molekulární odli uje ádov podle intenzity turbulence to m e být a o 2 3 ády. Tato okolnost zvý í hloubku zóny ho ení na na ~ m/s. 44 δ T ( δ T ~ 10mm), rychlost postupu ela plamene se zvý í 43 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 76) 44 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 76) 32

33 Obr. 7: Rozdíl mezi molekulární a turbulentní dif zí 45 Postupným roz i ováním ho ení do celého objemu spalovacího prostoru se uvoln ným teplem zvy uje tlak nápln ve válci: pr b h ho ení homogenní sm si v zá ehových motorech má povahu kinetického ho ení homogenní sm si v zá ehových motorech, rychlost oxida ních reakcí je ur ena chemicko-kinetickými závislostmi a uplat uje se p itom postupné zvy ování teploty sm si v d sledku ji uvoln ného tepla i zvy ování tlaku v uzav eném objemu. Pokles rychlosti oxida ních reakcí (tj. i pokles rychlosti uvol ování tepla dq/d ) nastane a v záv re né fázi vyho ívání v d sledku sní ení koncentrací obou slo ek sm si v náplni válce. P i normálním pr b hu vyho ování nápln válce se tlakové maximum ve válci nachází v poloze cca 15 za HÚ, celková délka ho ení se pohybuje v úhlu ~ 50 pooto ení KH BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 77) 46 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 77) 33

34 Celkový pohled na fázování proces tvorby sm si, jejího ho ení a pr b hu rychlosti uvol ování tepla je znázorn n na obr. 8 Pozn.: Zákon chemické kinetiky pro rychlost reakcí v podmínkách válce motoru je mo no vyjád it vztahem: E n R T = K ( a 0 x e, (V4) 47 τ dx w = ) d a0.. po áte ní koncentrace ur ující slo ky reagujících látek (paliva) x. mno ství spot ebovaného paliva n. ád reakce (1< n< 2) K konstanta T. teplota reakce (prom nlivá) K e E R T Arrheni v exponenciální zákon rychlosti (Arrheni v faktor) Spalovací proces v zá ehových motorech se vyzna uje velkou prom nlivostí pracovních cykl, cyklus od cyklu má tlak ve válci jiný pr b h. P í iny této variability se vysv tlují p sobením nebo mén p íznivých skute ných podmínek pro rozvoj ho ení z po áte ního ohniska zá ehu: turbulentnost v nejt sn j ím okolí jisk i t, ur itá nehomogenita sm si, ed ní erstvé nápln zbytkovými spalinami apod. Z hlediska dal ího rozvoje a zvy ování technické úrovn zá ehových motor je problém sni ování mezicyklové variability mimo ádn významný jak pro zvy ování celkové ú innosti zá ehových motor, tak pro sni ování emisí výfukových kodlivin (HC) BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 77) 48 BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 77) 34

35 Obr. 8: Fázování proces tvorby sm si, jejího ho ení a pr b hu rychlosti uvol ováni tepla Poruchy pr b hu spalovacího procesu v zá ehových motorech Detona ní ho ení: U zá ehových motor je m e mimo ádn vzniknout rychlý pr b h spalování sm si v d sledku samovznícení zbytku je t nespálené, ale za to siln stla ené sm si, vystavené ú inku aktivovaných ástic, které pronikly ze zóny ho ení do této nespálené sm si. Toto tzv. detona ní ho ení limituje mo nost dal ího zvy ování kompresního pom ru a s tím spojeného dal ího zvy ování ú innosti zá ehových motor. Detonace jako výsledek samovznícení p i tém konstantním objemu vznikají v t ch ástech spalovacího prostoru, kam se ho ení z ohniska zá ehu dostává a na konec. Nápl je v t chto místech vystavena asov nejdel ímu p sobení vysokých teplot i tlaku (detona ní spalování se ale m e za ur itých okolností objevit i v pr b hu hlavní fáze ho ení, v blízkosti HÚ). Samovznícení prob hne takovou explosivní rychlostí, e nem e dojít k vyrovnání tlaku a v náplni válce vznikne rázová vlna. Roz i ování samovznícení do jiných (okrajových) míst spalovacího prostoru pak následuje jako mechanizmus detonace soub n s rázovou vlnou, p i em uvoln né teplo tento ú inek je t znásob uje. 49 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 35

36 Periodický odraz rázových vln od st n válce, hlavy válce a st n spalovacího prostoru (pístu) lze zaznamenat tlakovým sníma em v podob tlakových oscilací (vibrací) frekvencí n kolika khz (viz obr.9), odraz p itom vyvolává ostrý kovový (zvonivý) zvuk vysokého tónu, který je nejvýrazn j ím p íznakem detona ního ho ení v motoru. Tlakový sníma (pokud má vhodné vlastnosti) zaznamená frekvenci tlakových oscilací kolem cca 4 a 8 khz, co p i rozm rech válce 70 a 130 mm ukazuje na rychlost tlakové vlny kolem p i déletrvajícím provozu s výskytem intenzivn j ího m/s. Mezi kodlivé ú inky detona ního ho ení na motor pat í zvý ení tepelných ztrát z nápln válce do st n motoru vlivem vysokých teplot na ele rázových vln a sou asného zvý ení sou initele p estupu tepla: motor se p eh ívá a m e dokonce nastat i místní po kození povrchu spalovacího prostoru, p i déletrvajícím provozu s výskytem intenzivn j ího detona ního spalování m e nastat i trvalé velmi vá né po kození motoru (propálení dna pístu apod.). 50 Obr. 9: Pr b h detona ního ho ení v zá ehovém motoru Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.:Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 51 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 36

37 Pozn.: Moderní elektronické ídící a ochranné systémy u dne ních zá ehových motor svojí inností zabezpe ují motor (p edev ím zm nou se ízení p edstihu zá ehu) p ed vý e uvedenými poruchami ho ení sm si a sou asn optimalizují provozní re im motoru z hlediska ú innosti pracovního ob hu tím, e udr ují p edstih zá ehu prakticky na hranici po átku výskytu (spí e náznaku) detonací. P ed asný (ne ízený) zá eh sm si: Detona ní ho ení p edstavuje odchylku od normálního pr b hu spalování v samotném záv ru spalovacího procesu (ale i v hlavní fázi ho ení) v zá ehovém motoru: za ur itých podmínek se n kdy m e objevit i jiné i vá né naru ení celého pr b hu spalovacího procesu. P í inou takového jevu je p ed asný, ne ízený zá eh sm si je t p ed za ehnutím sm si VN výbojem (jde spí e o lokální vznícení sm si p sobením vysoké teploty od p eh átých míst ve spalovacím prostoru). K p ed asnému nastartování oxida ního procesu dojde od p eh átých sou ástí ve spalovacím prostoru (nap. elektrod zapalovací sví ky, talí e výfukového ventilu, usazeného karbonu, p esahující hrany t sn ní apod.). í ení plamene z ohniska p ed asného zá ehu je pak velice podobné tomu, jako kdyby do lo k zá ehu elektrickým výbojem. Ho ení v ak za ne d íve a s tím jsou spojeny dal í, pro následný pr b h ho ení nep íznivé, d sledky: vy í p T, nepravidelné pr b hy tlaku nebo okam iky max, max p ed asného zá ehu se m ní, vysoká pravd podobnost vzniku detonací, zvý ené energetické nároky na kompresní zdvih, zvý ený odvod tepla do st n. Nebezpe í p ed asného zá ehu je p edev ím u výkonov exponovaných benzinových motor s vy ím kompresním pom rem. 52 Vznícení sm si p i zastavování (dob hu) zá ehového motoru: Zvy ování kompresního pom ru u zá ehových motor (zejména u star ích typ motor s karburátorovým palivovým systémem) m e být spojeno s dal ími jevy, komplikujícími jejich provoz lze kup. uvést problémy se zastavováním (vypínáním) motoru, kdy za ur itých podmínek dochází i bez zapalovacího vysokonap ového výboje k zá ehu (v tomto p ípad k samovznícení) sm si a motor je schopen po ur itou dobu pracovat s vypnutým zapalováním. 52 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 37

38 Pracuje velmi nepravideln, se silnými rázy: tento jev vzniká v d sledku doby pr tahu vznícení, která p i kompresní teplot nad 350 C dosahuje pro benzinová paliva velikosti cca 30 ms a p i rozlo ení tohoto pr tahu vznícení do oblasti ± 20 pooto ení klikového h ídele kolem horní úvrati dojde ke vznícení a vyho ení nápln válce (t eba e relativn malého mno ství, které odpovídá se ízení pro volnob h) a motor se tím udr í v chodu na velmi nízkých otá kách (cca 200 a 300 1/min.) Ú innou ochranou proti tomuto jevu je prochlazení motoru p ed zastavením. Moderní zá ehové motory s palivovými systémy vybavenými elektronickým ízením jsou p ed tímto nebezpe ím zcela ochrán ny Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 38

39 3 Slo ení výfukových plyn zá ehových motor a vlastnosti kodlivých slo ek Slo ení výfukových plyn : Z d vodu zne i ování ovzdu í se radikáln omezují výfukové plyny ze silni ní dopravy, proto je legislativou dán (dovolen) maximální obsah kodlivin z výfukových plyn v ech silni ních motorových vozidel. Ropná paliva skládající se z p evá né ásti z r zných uhlovodík, tj. p i jejich slu ování s kyslíkem ze vzduchu, vzniká pouze vodní pára a oxid uhli itý, který se p i v t í koncentraci pova uje za p í inu klimatických zm n (skleníkového efektu). Vzhledem k nedokonalému spalování paliva v motoru v ak vznikají vedle oxidu uhli itého, vodní páry a vzácných plyn je t : Oxid uhelnatý, CO Nespálené uhlovodíky, CH Oxidy dusíku, NO x Pevné látky. U motoru zah átého na provozní teplotu se st edním zatí ením a p i st edních otá kách je podíl v ech t chto kodlivin cca. 1% z celkového mno ství výfukových plyn (obr.10) Obr. 10: Slo ení výfukových plyn Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN

40 3.1 kodliviny v závislosti na sou initeli p ebytku vzduchu Jednotlivý podíl kodlivin ve výfukových plynech je siln ovlivn n sm ovacím pom rem paliva a vzduchu, charakterizovaným sou initelem p ebytku vzduchu (lambda) (obr. 11). P i nedostatku vzduchu 5-10% ( = 0,95-0,90; bohatá sm s) dosahují zá ehové motory nejv t ích výkon (obr. 12). P i nedostatku vzduchu v ak není palivo dokonale vyu ito a zvy uje se m rná (specifická) spot eba paliva. Ve výfukových plynech se rovn zvy ují podíly kodlivého oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodík. 55 P i 5 10% p ebytku vzduchu ( = 1,05 1,1; chudá sm s) dosahují zá ehové motory nejni í spot eby paliva, výkon motoru je v ak ni í a nejvy í teploty v motoru jsou, vzhledem k men í pot eb tepla pro odpa ování paliva, vy í. Podíly oxidu uhelnatého a nespálených uhlovodík jsou nízké, av ak podíl oxid dusíku ve výfukových plynech je velmi vysoký Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN

41 Obr. 11: kodliviny ve výfukových plynech p i r zných sm ovacích pom rech vzduchu 57 Obr. 12: Výkon a spot eba pohonných hmot p i r zných sm ovacích pom rech vzduchu Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN

42 3.2 Vlastnosti kodlivých slo ek výfukových plyn Oxid uhelnatý, CO. Oxid uhelnatý je bezbarvý plyn bez zápachu. P i vdechování blokuje transport kyslíku v krvi. Ni í koncentrace zp sobují bolesti hlavy, únavu a ovliv ují smyslové vnímání. P i koncentraci vy í ne 0,3% (objemová) a del í dob p sobení m e p sobit smrteln. Oxid uhelnatý vzniká p i nedokonalém spalování paliva v d sledku nedostatku vzduchu. Oxid uhelnatý vzniká v mnohem men í mí e i p i p ebytku vzduchu (chudá sm s), pokud není smí ení paliva a vzduchu homogenní. Ve spalovacím prostoru jsou pak místa s bohatou a chudou sm sí. Nespálené uhlovodíky, CH (angl. hydrokarbon). Skládají se z velkého mno ství r zných slou enin uhlíku a vodíku. Uhlovodíky drá dí sliznice a n které jsou karcinogenní. Za nep íznivých pov trnostních podmínek jsou, ve spojení s oxidy dusíku, kyslíkem a slune ním zá ením, p í inou vzniku ozonu (O 3 ) a tvo í tzv. letní smog. Nespálené uhlovodíky vznikají p i nedokonalém spalování sm si paliva a vzduchu v d sledku nedostatku vzduchu ( < 1), pop. p i velmi chudé sm si ( > 1,2). Krom toho vznikají nespálené slou eniny CH v t ch ástech spalovacího prostoru, které nejsou zcela zasa eny plamenem, nap. t rbina mezi pístem a válcem. Oxidy dusíku, NO x. Souhrnný pojem oxidy dusíku se pou ívá pro r zné oxidy dusíku ( oxid dusný N 2 O, oxid dusnatý NO, oxid dusi itý NO 2 ). Oxidy dusíku mohou být bezbarvé a bez zápachu nebo ervenohn dé tiplav zapáchající. Oxidy dusíku drá dí dýchací cesty, ve vysokých koncentracích vedou ke zni ení plicní tkán, jsou spoluodpov dné za tvorbu ozonu a po kození les. Oxidy dusíku vznikají p i vysokých teplotách a tlacích ve spalovacím prostoru. 42

43 Slou eniny olova. P sobí na bu ky v krvi a v kostní d eni jako silné jedy. Slou eniny olova vznikají pouze p i spalování benzinových paliv, která jsou pro zvý ení odolnosti proti detona nímu spalování obohacena olovem. V ad zemí je ji proto uzákon no pou ívání tzv. bezolovnatých paliv. Pevné látky. Vznikají p i nedokonalém spalování ve form ástic (základ tvo í uhlovodíky nebo saze dopln né usazeninami). Usazeniny slou enin CH na uhlovodíkové jádro jsou pova ovány za karcinogenní. Na rozdíl od vzn tového motoru je obsah ástic u benzinového motoru zanedbatelný (20 a 200 x mén ) Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN

44 4. Vývoj emisních p edpis EHK a norem pro kategorii vozidel M1, N1 Jedním z prvních p edpis platný v Evrop byla sm rnice Evropské hospodá ské komise a to: EHK 15 uvedená v roce P edpisem EHK 15 se ur ovaly emisní limity nejprve v g/test, pozd ji v g/km. Testování podle ji zmi ované sm rnice se provád lo simulací jízdy v m stském provozu ty mi opakovanými cykly v celkové délce ujeté vzdálenosti 4052 m. Podle zdvihového objemu nebo podle (hmotnosti vozidla) byly odstup ovány emisní limity týkající se EHK 15. M eno bylo p edev ím mno ství oxidu uhelnatého (CO) a nespálených uhlovodík (HC). Pozd ji se roz í ilo m ení o oxid dusíku (NO x ). Tento test se b hem let m nil a dopl oval, co je patrné z (tab. 2). Po n kolika p epracováních se vývoj EHK 15 chýlil ke konci a koncem osmdesátých let, bylo nahrazeno novou vyhlá kou EHK 83. Vznikla jako základ pro dnes ji platné p edpisy. V p vodním zn ní tato vyhlá ka vstoupila v platnost roku 1989 ( v R rokem 1991). P edpis specifikuje t i typy hodnocení: Typ A je ur en pro hodnocení vozidel se zá ehovým motorem bez dodate né úpravy spalin (dnes se ji uplat uje pouze na p ezku ování emisních vlastností star ích typ vozidel p i jejich individuálním dovozu nebo p i jejich p estavb na pou ití alternativních paliv.). Typ B se pou ívá pro hodnocení vozidel se zá ehovým motorem s katalyzátorem (pou ívajících bezolovnatý benzin). Typ C je ur en pro hodnocení vozidel se vzn tovými motory (pou ívajících motorovou naftu). Od roku 1989 EHK 83 procházelo n kolika úpravami, týkající se p edev ím zp ísn ním limitních hodnot. Sou ástí zp ísn ní limitních hodnot je nový simula ní test, znázorn ný na obrázcích 13 a 14. Na obrázku 13 je postup probíhajícího testu a na obrázku 14 je jeho pr b h. Výfukové kodliviny jsou zde vyjád eny jako pr m rné na celý test nebo p epo ítané na ujetou vzdálenost 1 km. Vývoj emisních limit od EHK 15 je uveden v (tab. 2). 44

45 Obr. 13: Postup testu podle EHK 83, kde automobil je ustaven na válce zku ebny a zaji t n (ukotven) proti pohybu. T mito válci je uskute n ná podle p edpisu simulace jízdy, nap íklad jízda do kopce je zde simulovaná brzd ním zku ebních válc. Obr. 14: Znázorn ní pr b hu testu podle EHK 83 na ujetou vzdálenost m po dobu 1220 s Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor 45

46 Tab. 2: Vývoj emisních limit výfukových kodlivin pro motorová vozidla kategorií M1 a N1 P edpis Limity m rných emisí v g/km Platný od CO HC NOx HC+NOx PM EHK ,9 2,15 EHK ,2 1,83 EHK ,2 1,83 2,47 EHK ,8 1,6 2,1 EHK /86 14,3 4,69 EHK /91 11,1 1,48 3,7 EHK ,72 0,97 V-0,14 EURO 1-Z/V (EHK 83,02) od ,72/2,72 0,97/0,97 V-0,14 EURO 2-Z/V (EHK 83.03) ,2/1,0 0,5/0,9 V-0,1 EURO 3-Z/V ,3/0,64 Z-0,2 0,15/0,50 V-0,56 V-0,05 EURO 4-Z/V ,0/0,50 Z-0,1 0,08/0,25 V-0,30 V-0,025 od zá í EURO 5-Z/V ,0/0,50 Z-0,075 0,06/0,08 V-0,17 0,005/0,005 Po átkem devadesátých let v rámci jednotné legislativy ve státech Evropské unie, vznikají nové p edpisy, jejím základem je zmi ované EHK 83. Jeliko se týká lenských zemí EU, zkratka EHK je p ejmenována na EU, kterou spí e známe pod názvem EURO dopln né o p íslu né íslo revize p edpisu. Pro zem, které nejsou ve spole enství EU, byla sjednocena legislativa se stejnými p edpisy EURO, ale pod zkratkou EHK 83 (nap ) spl ující emisní hodnoty, jako EURO 2. Viz. (tab. 2). 46

47 4.1 Rozd lení emisních norem EURO EURO 1 První ze sm rnic EURO 1, která je platná od roku 1993, byla pom rn benevolentní. Benzinovým i naftovým motor m ur ovala limit na oxid uhelnatý p ibli n 3 g/km a emise NO x a HC se s ítaly. Omezení emisí pevných ástic se týká jen dieselových motor. Benzinové motory musí u ívat bezolovnatá paliva. Obr. 15: Zna ení EURO 2 EURO 2 Norma EURO 2 od sebe oba typy motor odd lovala naftové motory m ly ur ité zvýhodn ní v emisích NO 2 a HC, kdy limit platil pro jejich sou et, benzinové motory se mohly dovolit vy í emise CO. Tato sm rnice té na izovala sní ení obsahu pevných olovnatých ástic ve výfukových plynech. Obr. 16: Zna ení EURO 3 47

48 EURO 3 Se zavedením EURO 3, která platí od roku 2000, za ala Evropská komise p itvrzovat. U dieselových motor sní ila obsah PM o 50% a stanovila pevný limit pro emise NO 2 na 0,5 g/km. Zárove na ídila sní ení emisí CO o 36%. Benzínové motory musí podle této normy spl ovat p ísné podmínky pro emise NO 2 a HC. Obr. 17: Zna ení EURO 4 EURO 4 Norma EURO 4 emisní limity je t zp ísnila. Oproti p edchozí norm EURO 3, sní ila obsah pevných ástic a emisí oxidu dusíku ve výfukových plynech u automobil na polovinu. V p ípad naftových motor, pak donutila výrobce k výrazné redukci CO, NO 2, nespálených uhlovodík a pevných ástic. EURO 5 Tato nová norma postihuje hlavn dieselové motory a sna í se p iblí it dieselové motory k benzinovým motor m co se tý e emisních hodnot. P edev ím hodnot PM, kde se sní í na jednu p tinu oproti stávajícímu stavu. Splnitelné to je ov em za len ním filtru pevných ástic. Nevýhodou filtru pevných ástic je jeho výrobní cena. U benzinových motor s p ímým vst ikováním benzinu, p ibila povinnost montovat filtry na olovnaté ástice. Dále bude zapot ebí je t sní it limity NO 2 za pou ití nových technologií. Plánované zavedené EURO 5 je p ipsáno k datu 1. zá í Dostupné z: < spole né i pro obrázky (15,16,17) 48

49 Obr. 18: Vývoj emisních hodnot EURO ur ující mno ství NO x a PM pro benzinové motory 62 Obr. 19: Vývoj emisních hodnot EURO, ur ující mno ství NO x a PM pro vzn tové motory Dostupné z:< 63 Dostupné z:< 49

50 V sou asnosti platí sm rnice EURO 5, která vstoupila v platnost v zá í Nová sm rnice je v dy avizovaná 3 roky dop edu a vztahuje se pouze na nov vyrobená vozidla, registrovaná od data platnosti na ízení. To znamená, e v praxi na ízení trápí pouze producenty a b ného u ivatele se p ímo nedotkne. 4.2 Porovnání emisních hodnot koda Fabia V a koda Fabia 1.2 TSI Tab. 3 Emisní hodnoty koda Fabia V a 1.2 TSI Otá ky [ot / min] Teplota [ C] CO [%obj] HC [ppm] Lambda CO2 [%obj] O2 [%obj] volnob h v otá kách koda Fabia 1,4 16V ,4 0, ,992 15,15-0,04 koda Fabia 1,2 TSI ,9 0, ,999 14,94 0,03 Otá ky [ot / min] Teplota [ C] CO [%obj] HC [ppm] Lambda CO2 [%obj] O2 [%obj] koda Fabia 1,4 16V ,9 0, ,997 15,08-0,05 koda Fabia 1,2 TSI ,3 0,02 9 0,997 15,1-0,04 Nam ené hodnoty - volnob h (cca ot/min) O2 [%obj] CO2 [%obj] Lambda 0,03-0,04 0,999 0,992 14,94 15,15 HC [ppm] CO [%obj] 0,044 0,177 Teplota [ C] 75,9 84, koda Fabia 1,4 koda Fabia 1,2 Tsi Nam ené hodnoty - v otá kách (cca ot/min) O2 [%obj] CO2 [%obj] Lambda -0,04-0,05 0,997 0,997 15,1 15,08 HC [ppm] 9 19 CO [%obj] 0,02 0,003 Teplota [ C] 87,3 86, koda Fabia 1,4 koda Fabia 1,2 Tsi 50

51 4.2.1 Technické parametry motor V a 1.2 TSI Obr. 20: Ukázka motoru V s výkonnostní charakteristikou, kde ervená k ivka zna í výkon a modrá to ivý moment motoru 64 Obr. 21: Ukázka motoru 1.2 TSI Dostupné z: u ební materiály pro automechaniky SO a SOU Vocelova Hradec Králové 51

52 Obr. 22: Výkonnostní charakteristika motoru 1.2 TSI, kde ervená k ivka nám znázor uje výkon v závislosti na otá kách a modrá p edstavuje to ivý moment motoru v závislosti na otá kách motoru 66 Tab. 4: Technické údaje motoru V a 1.2 TSI Technické údaje výrobce koda Fabia V koda Fabia 1.2 TSI Motor zá ehový ty válec DOHC p epl ovaný zá ehový ty válec OHC Kód motoru BBY CBZA Zdvihový objem (cm3) Nejvy í výkon (kw/ot. za min) 55/ /5000 Nejv t í to ivý moment (N.m/ot. za min) 126/ /3800 P evodovka manuální p tistup ová manuální p tistup ová Zp tné vedení výfukových plyn ano ne Emise CO2 (g/km) Katalyzátor 2 katalyzátory 2 katalyzátory Emisní norma EU 4 EU 5 Lambda regulace 2 lambda-sondy 2 lambda-sondy Vlastní diagnostika ano ano Ventil na válec 4 2 Zp sob vst ikování nep ímé vícebodové p ímé vícebodové 65 Dostupné z: SV T MOTOR, íslo: 41/2010, (str.21) 66 Dostupné z: SV T MOTOR, íslo: 16/2010, (str.23) 52

53 Pro porovnání emisních hodnot jsem si vybral dva typy motor zna ky koda Fabia V 55kW (r.v.2003) a druhý motor 1.2 TSI s výkonem 63 kw (r.v. 2010). Motor V je klasický atmosférický motor s nep ímým vícebodovým vst ikem paliva a 1.2 TSI je p epl ovaný motor s vícebodovým p ímým vst ikem paliva. Oba motory pou ívají irokopásmovou lambda sondu, která je umíst na p ed katalyzátorem, za sb rným výfukovým potrubím, z d vodu rychlého oh evu lambda sondy pro zvý ení její ú innosti. Nam ené hodnoty v tab. 3 ukazují na malé rozdíly nam ených emisních hodnot. Ovliv ujícím faktorem p i m ení se stala teplota a otá ky motoru, ím udávané údaje nemohou být zcela sm rodatné, ale i tak je patrné, e motor V má nam eno v t í mno ství kodlivin spl ující normu EURO 4 ne u 1.2 TSI s normou EURO 5. Sní ení emisí u motoru V se e í pomocí sekundárního systému vzduchu (kapitola 5.2.2) a zp tným vedením výfukových plyn (EGR) (kapitola 5.2.1), kde dochází pouze k ed ní výfukových plyn. Kde to u motoru 1.2 TSI je princip dovst iku za pomoci vst ikova e paliva ovládaný ídící jednotkou, která zasahuje v ur itém okam iku po ur itou dobu, ne dojde k oh átí motoru na provozní teplotu, nebo zm n bohatosti i chudosti sm si. Princip dovst iku spo ívá vst iknutí paliva do sb rného potrubí kde dochází vzplanutí benzinu za pomoci horkých výfukových plyn. Tím dojde k rychlej ímu oh evu katalyzátoru a zvý ení jeho ú innosti. Tento princip by nebyl mo ný u jiného typu vst ikování ne je vícebodové p ímé. Pozn.: U motoru V bez pou ití systému sekundárního vzduchu a zp tného vedení (EGR) by spl oval emisní normu EURO 2, mo ná EURO 3. 53

54 5 Úprava slo ení výfukových plyn pou itím oxida ního, t íslo kového a zásobníkového katalyzátoru Podíly kodlivin ve výfukových plynech lze sní it pou itím vhodného paliva (nízkosirnaté, bezolovnaté), technickými opat eními na motoru nebo dal í úpravou výfukových plyn (sekundární vzduchový systém, katalyzátor) Opat ení na motoru Dokonalej ím spalováním sm si paliva a vzduchu a sní ením spot eby paliva se sni uje vznik kodnin. Kvalitu výfukových plyn lze zlep it následujícími technickými opat eními na motoru: Vhodná konstrukce motoru (uspo ádání spalovacího prostoru, kompresní pom r, asování rozvodu, sací potrubí s prom nlivou délkou, sní ení t ení apod.), Druh a kvalita tvorby a slo ení sm si (karburátor, vst ikovací za ízení, sm ovací pom r), ízení okam iku zá ehu (optimalizace zapalování), Decelerace p i tzv. brzd ní motorem, uzav ením p ívodu paliva p i otá kách motoru vy ích ne asi /min, Selektivní vypínání (odpojování) válc, Zp tné vedení výfukových plyn (recirkulace) Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str. 311), ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str. 311), ISBN

55 5.2 Zp tné vedení výfukových plyn P i zp tném vedení výfukových plyn se ást spalin za výfukovým sb rným potrubím odebírá a znovu se mísí se sm sí paliva a vzduchu v sacím potrubí motoru a dochází k op tovnému nasávání do motoru. Obr. 23: Zp tné vedení výfukových plyn 69 Zp tným vedením výfukových plyn se válce mén plní sm sí paliva a vzduchu. Proto e se p ivedené výfukové plyny ji nemohou podílet na spalování, sni uje se teplota spalování. P i spalování vzniká výrazn mén oxid dusíku (a o 60%). Se zvy ujícím se podílem necirkulujících výfukových plyn se zvy uje jak obsah nespálených uhlovodík HC, tak i spot eba paliva. Oba tyto faktory ur ují horní hranici recirkulace, která je asi 15 a 20%. P i p íli vysokém podílu zp tného vedení výfukových plyn se navíc zhor uje i rovnom rnost chodu motoru Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str. 311), ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str. 311), ISBN

56 Zp tné vedení výfukových plyn se pou ívá p i motoru zah átém na provozní teplotu v oblasti áste ného zatí ení a = 1. Vypíná se v dy, kdy se spaluje bohatá sm s paliva a vzduchu, p i které vzniká málo slou enin NO x, nap. p i spou t ní studeného motoru, jeho oh ívání na provozní teplotu, akceleraci, plném zatí ení. P i chodu naprázdno se zp tné vedení výfukových plyn kv li klidnému chodu motoru vypíná. 71 P i ízení zp tného vedení výfukových plyn je do zp tného potrubí a sací potrubí umíst n ventil zp tného vedení výfukových plyn EGR (angl. Exhaust Gas Recirculation). Zp tné vedení má i své nevýhody a to: zne i t ní sacího potrubí, talí k a d ík sacích ventil ; nasávání teplého vzduchu prost ednictvím výfukových plyn, který zp sobí zmen ení objemu nasátého vzduchu do válce; vy í podíl recirkulovaných plyn sni ující výkon motoru Elektromagnetický ventil zp tného vedení (EGR) Jedná se o za ízení, které se nachází na hlav válc, spojený s výfukovým potrubím jednoho z válc motoru. Princip spo ívá v tom, e p i dané teplot chladící kapaliny dojde k pohybu ventilu sm rem dol (viz obr. 24) a následnému uvoln ní výfukových plyn sm rem do sacího potrubí. Mno ství uvoln ných výfukových plyn je ízeno podle datového pole ídící jednotky motoru. ídící jednotka zpracovává tzv. vstupní informace a to: otá ky motoru, zatí ení motoru, aktuální atmosférický tlak vzduchu a danou teplotu chladící kapaliny. Otevírání a zavírání ventilu se uskute ní za pomoci potenciometrického sníma e (se zp tnou vazbou) spojený s ídící jednotkou. B hem regula ních fází musí docházet k vyrovnání tlak, co je e eno p ímím propojením do vzduchového isti e sání Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.311) ISBN Mario René Cedrech, Ji í Schwarz:Automobily koda Fabia, druhé roz í ené vydání, ISBN

57 Obr. 24: ez elektromagnetickým ventilem 73 Popis obrázku: 1 potenciometr, 2 kotva, 3 cívka, 4 vstup výfukových plyn od motoru, 5 ventil, 6 vedení ke vzduchovému isti i slou ící k vyrovnání tlak, 7 výstup k sacímu potrubí Sekundární vzduchový systém Dal í ze zp sob sni ování kodlivin z výfukových plyn, p evá n HC a CO slou í sekundární vzduchový systém, který pracuje na principu dodate ného vyfukování vzduchu do sb rného výfukového potrubí p ed t ícestný katalyzátor ve fázi spou t ní studeného motoru a následného oh evu kde ( < 1). Tento princip je pou íván také u motoru kody Fabia V spole n se zp tným vedením výfukových plyn pro spln ní emisní normy EURO Mario René Cedrech, Ji í Schwarz:Automobily koda Fabia, druhé roz í ené vydání, ISBN

58 Princip: ídící jednotkou je ovládán ventilátor znázorn ný na (obr. 25) v závislosti na teplot motoru a elektropneumatický p epínací ventil. Teplota p i startu se pohybuje v rozmezí + 5 C a + 33 C po dobu 100 sekund se vhání vzduch za výfukové ventily a do + 96 C po dobu 10 sekund. Platí pro motor V (55kW). P ívod vzduchu do sb rného potrubí p ed katalyzátor je p iveden vypínacím ventilem a zp tným ventilem. Tím dochází ke spálení nesho elých ástí paliv, ím dojde k oh evu katalyzátoru. Vypínací ventil je ovládán pomocí elektropneumatického p epínacího ventilu a zp tný ventil slou í k zadr ení p etlaku z výfukových plyn. Mohlo by toti dojít k po kození ventilátoru. Výhodou sekundárního vzduchového systému je, e dochází k rychlému proh átí katalyzátoru na provozní teplotu. Proto se m e katalyzátor umístit dále od sb rného potrubí kde není tak vysoká teplota z d vodu zvý ení jeho ivotnosti. Obr. 25: Schéma sekundárního vzduchového systému Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.311) ISBN

59 5.3 Úprava výfukových plyn v katalyzátoru Úprava výfukových plyn se provádí proto, aby se v nich obsa ené kodliviny, vznikající p i spalování paliva, zcela nebo áste n p em nily na ne kodné, p ípadn mén kodlivé látky. V sou asnosti je nejú inn j ím postupem úprava slo ení výfukových plyn za pou ití katalyzátoru. Katalyzátor svou p ítomností umo uje chemickou p em nu kodlivin na jiné látky, ani by se p itom sám opot ebovával, proto e se vlastních chemických reakcí p ímo neú astní innost a rozd lení katalyzátor Nej ast ji pou ívanými katalyzátory jsou oxida n reduk ní, tzv. t ícestné katalyzátory, nebo-li (t íslo kové 3w). Tímto nep íli vhodným ozna ením se má vyjád it, e v jednom t lese katalyzátoru probíhají sou asn vedle sebe t i chemické prom ny (reakce). NO x se redukuje na dusík (uvol uje se kyslík), CO oxiduje na CO 2 (spot ebovává se kyslík, slou eniny HC oxidují na CO 2 a H 2 O (spot ebovává se kyslík). 76 Aby tyto chemické reakce mohli prob hnout, je nutné, aby katalyzátor dosáhl teploty zahajující reakci a sm s vzduchu a paliva zhruba odpovídala stechiometrickému sou initeli p ebytku vzduchu ( = 1). Katalyzátor podporuje nejú inn j í p em nu kodlivin jen ve velmi úzké oblasti sm ovacího pom ru. Tato oblast ozna ovaná jako okno, nebo katalyzátorové okno (obr. 35) je v rozmezí sou initele p ebytku vzduchu = 0,995 1, Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.311) ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.312) ISBN

60 P i tomto pom ru paliva a vzduchu vznikají výfukové plyny ve slo ení, p i kterém kyslík, který vzniká p i redukci oxid dusíku, posta uje k tomu, aby podíly HC a CO ve výfukových plynech tém úpln zoxidovaly na CO 2 a H 2 O. Bohat í sm s ( < 0,99) má za následek nár st podílu CO a HC ve výfukových plynech a naopak chud í sm s ( = 1,00) vede k nár stu podílu oxid dusíku (obr. 26). 77 Obr. 26: Redukce kodlivin Dále pro zá ehové motory provozované s >> 1 ( zpravidla p epl ované plynové zá ehové motory) a pro n které typy vozidlových vzn tových motor se pou ívají oxida ní ( dvouslo kové CO, C n H m ) katalyzátory u t chto motor jejich vhodné se ízení zaji uje nízkou produkci zbývající slo ky NO x. Pro vzn tové (naftové) motory, u 77 Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.312) ISBN

61 kterých se nepoda í dosáhnout vhodným se ízením motoru dostate n nízkých koncentrací NO x ve spalinách, lze sní it emise NO x pomocí selektivního katalyzátoru (SCR) ve výfukovém systému motoru (selektivní katalyzátor se za al nejd íve pou ívat u stacionárních motor v energetice). Oxida ní katalyzátor (dvouslo kový, dvoucestný 2w) sni uje ve výfukových plynech koncentrace nespálených uhlovodík HC a oxidu uhelnatého CO mechanizmus procesu i t ní spalin uvnit katalyzátoru je obdobný jako u 3w katalyzátoru; pot ebný kyslík k uskute n ní oxida ních reakcí je v tomto p ípad spolehliv zaji t n provozem motoru na sm s s výrazným p ebytkem vzduchu. Oxida ní reakce popisují schematické rovnice: 2 CO + O 2 2 CO 2 (V3) 78 C n H m + (n + m/4) O 2 n CO 2 + (m/2) H 2 O (V4) 79 Selektivní katalyzátor (SCR) pro naftové motory sni uje koncentraci NO x katalytickou redukcí NO x pomocí vst ikování vodního roztoku pavku nebo mo oviny (metoda AdBlue), do výfukových plyn s velmi p esným dávkováním v závislosti na koncentraci NO x ve spalinách. Chemickou reakci popisuje schéma (3), kde je obsah dusíku p em n n ve vodní páry a dusík. NO 2 + NO + 2 NH 3 2 N H 2 O. (V5) 80 AdBlue je ve vozidlech nainstalována v p ídavné nádr i a vst ikována do výfukového systému (nap. koda Superb 2.5 V6 TDI).D myslný dávkovací systém v kombinaci s SCR-katalyzátorem zaji ují sní ení emisí oxidu dusíku o ca.85% a ástic sazí o 40%. Zárove s tím se také sní í spot eba pohonných hmot a o ca. 5%. 78 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 79 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 80 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 61

62 V Evrop ji s produkcí a zavád ním nové provozní hmoty na trh za ali v ichni velcí dodavatelé PHM, pr kopníkem je v sou asnosti OMV, která otev ela po N mecku a Rakousku v únoru 2005 první erpací stanici s AdBlue také v eské republice. 81 K zaji t ní dostate né ú innosti i t ní (a 85 %) t chto reakcí se teplota spalin musí pohybovat v rozmezí C a je nutná i kontrola zbytku NH 3 za katalyzátorem. Selektivní katalyzátory jsou pou ívány u stacionárních (pr myslových) motor a za ínají se prosazovat i do automobil se vzn tovými motory. Na obr. 27 je nákres uspo ádání katalyzátoru ve výfukovém systému vozidlového vzn tového motoru: kodliviny ve výfukových plynech jsou postupn odstra ovány v oxida ním katalyzátoru (CO, HC), v selektivním katalytickém reaktoru (SCR NO x ) a emise pevných ástic (PM) m e být výrazn sní ena je t ve speciálním zachycova i ástic (na obr. 24 není zachycova zakreslen). V dne ní dob umo uje metoda SCR realizovat sní ení emisí oxidu dusíku a ástic sazí a tím sou asn dodr et po adované toleran ní hodnoty, spadající do normy EURO 5. Díky tomu se tato dodate ná úprava výfukových plyn dostává ím dál tím více do st edu zájmu. 81 Dostupné z: < 62

63 Obr. 27: Úprava slo ení výfukových plyn systémem SCR 82 Selektivní katalyzátor DeNO x pro benzinové motory pat ící do skupiny katalyzátor typu SCR (= Selektivní katalytická redukce). U klasického troj inného katalyzátoru je do spalovacího motoru nasávána zápalná sm s s hodnotou = 1, tím jsou kodliviny ve výfukových plynech tém odstran ny. Jeliko motory s p ímým vst ikem paliva pracují s hodnotou > 1 (chudá sm s), dochází p i spalování ke zvý ení oxidu dusíku (NO x ), aby do lo ke sní ení kodlivých slo ek je zde krom platiny také iridium (poprvé pou ité firmou Mitsubishi). Vlastnost iridia je takové, e doká e pracovat s vy í ú inností ne p edchozí rhodium. Krom iridia, také p icházejí v úvahu dal í, jako oxid hliníku nebo zeolitové krystaly. Reduk ní reakce v katalyzátoru jsou podporovány i p ítomností nespálených slo ek. Dostatek uhlovodík (HC) a oxidu uhelnatého (CO) je zaji t n nap. obohacením sm sí p i zrychlování, um le zhor eným spalováním ve válcích (nap. zmen ením úhlu p edstihu zá ehu), pop. dodate ným vst ikem paliva po jeho vyho ení. 82 Dostupné z: < 63

64 Jde samoz ejm o velmi malé mno ství paliva, aby nedocházelo ke zvy ování spot eby a také teplota katalyzátoru z stala ve vyhrazených mezích. Iridiový katalyzátor DeNOx pracuje s dobrou ú inností pouze v úzkém teplotním pásmu. Zna nou roli hraje p ítomnost síry v palivu. Síra v palivu omezuje innost katalyzátoru a urychluje jeho stárnutí. Do roku 2000 se v Evrop pohyboval obsah síry v rozsahu 200 ppm a 500 ppm. V rámci EU se obsah síry od roku 2000 sní il u benzinu na nejvý e 150 ppm. Na 50 ppm se má obsah síry zredukovat po ínaje rokem 2005 (pro názornost, v Japonsku je obsah síry v palivu pouze 8 ppm). 83 Mezi dal í typy katalyzátor, pou ívaný u zá ehových motor s p ímým vst ikem benzinu (nap. u motoru FSI) je tzv. reduk ní katalyzátor nebo-li zásobník NO x. U t chto typ motoru s p ímým vst ikem paliva pracují v ur itých provozních oblastech s vrstveným pln ním. Co znamená, e v daných oblastech pracují v re imu áste ného zatí ení, kdy motor pracuje s velkým p ebytkem vzduchu ( > 1), tím není mo ná redukce oxidu dusíku t ícestným katalyzátorem p i t chto zatí eních. Proto se za t ícestný katalyzátor, který je umíst n v blízkosti motoru za le uje zásobník NO x (obr. 28) pro dodate né úpravy oxid dusíku. Konstrukce reduk ního katalyzátoru se skládá z keramického nosi e, na kterém je nanesena vrstva ukládacího materiálu oxid barnatý (BaO) nebo oxid draselný (KO). Obr. 28: Za ízení pro i t ní výfukových plyn u zá ehového motoru s p ímým vst ikováním benzinu a ( > 1) Dostupné z: < 84 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 64

65 Princip (obr.29). Ukládání NO x. P i re imu s chudou sm sí jsou ukládací materiály schopny vázat oxidy dusíku (absorbovat). Kdy je schopnost ukládání vy erpána, tak to rozezná senzor NO x. Redukce NO x. Periodickým obohacováním (1 5 sekund) se oxidy dusíku op t uvol ují a pomocí nespálených slo ek výfukových plyn CH a CO se rhodiem (vzácný kov) redukují na dusík Obr. 29: Ukládání a regenerace NO x. Vysoký podíl na sní ení NO x má zp tné vedení výfukových plyn tzv. systém EGR, který sní í podíl oxidu dusíku o 70 %. Jeliko s p íchodem nových emisních norem s p ísnými limity emisních hodnot, za azuje ve výfukové soustav u dne ních voz s p ímým vst ikem benzinu reduk ní katalyzátor, zásobník NO x. Pracovní teplota zásobníku je v rozmezí C, p ekro ením teploty 500 C dochází k tepelnému stárnutí katalyzátoru. Aby k tomuto problému nedocházelo je opat en obtokovým vedením ur ený k chlazení. Ukládacím materiálem je oxid barnatý nebo draselný, podmínkou pro ukládaní je teplota, která se musí pohybovat v rozmezí ji zmín ných C. Proto se tento katalyzátor umis uje dále od motoru za t ícestný katalyzátor. Co se týká podílu síry v palivu by m l být < 0,050 mg (< 0,050 ppm). Jinak dochází ke sní ení schopnosti ukládání a do lo by k ( otrav sírou ) Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 86 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 87 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 65

66 5.4.1 Katalyzátor s ízeným systémem p ípravy sm si ( ízený katalyzátor) Vhodné slo ení sm si lze dosáhnout pouze v uzav eném regula ním obvodu (obr.30). Slo ení sm si se kontroluje podle slo ení výfukových plyn sondou vzniká. P i odchylkách od p ebytku vzduchu = 1 (okno, obr. 26) se slo ení sm si p íslu n koriguje. V tomto p ípad mluvíme o katalyzátoru s ízeným systémem tvorby sm si, nep esn ozna ovaném jako ízený katalyzátor. Maximální míra p em ny (ú innost) katalyzátoru je 94 a 98%, tzn. e 94 a 98% kodlivin se p em ní na nejedovaté látky. 88 Obr. 30: Funk ní schéma L Jetronicu s regulací Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.313) ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.313) ISBN

67 5.4.2 Katalyzátor s ne ízeným systémem p ípravy sm si (ne ízený katalyzátor) Není zde pou ita sonda. Tvorba sm si je podle systému tvorby sm si ízena jen v závislosti na provozních stavech motoru a slo ení výfukových plyn se nekontroluje. Katalyzátory s ne ízeným systémem tvorby sm si dosahují ú innosti jen asi 60%. Pou ívali se u motor s karburátorem. 5.5 Provozní podmínky a kontrola katalyzátoru Katalytické reakce mohou probíhat jen pokud je teplota katalyzátoru vy í ne asi 250 C (teplota zahajující reakci). Pro dosa ení této teploty po spu t ní studeného motoru je mo né zkrátit dobu oh evu umíst ním katalyzátoru blízko motoru, vyh íváním katalyzátoru, izolovaným sb rným výfukovým potrubím, nebo velkým zkrácením p edstihu zá ehu (a o 15 ).Optimální pracovní teplotní oblast katalyzátoru je: 400 a 800 C. P i teplot vy í ne p ibli n 800 C za íná tepelné stárnutí katalyticky aktivní vrstvy. Pokud se v katalyzátoru dosahuje teplot více ne 1000 C, tak se tepeln trvale po kodí, spálí (obr. 31). K tomu m e dojít nap. v d sledku vynechávání zapalování. P i této poru e se do katalyzátoru dostane nespálené palivo, které zde sho í se zbytkovým kyslíkem ve výfukových plynech. 90 Obr. 31: Roztavený katalyzátor Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.313) ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.313) ISBN

68 Aby katalyticky aktivní vrstva neztratila svou ú innost vlivem zanesení (kontaminace), musí se u motorových vozidel s katalyzátory pou ívat výhradn bezolovnatý benzin. Na katalyticky aktivní vrstv se mohou usazovat také zbytky motorového oleje ze spalování, nap. jsou-li po kozené pístní krou ky nebo dochází-li k nadm rnému opot ebení válc. Ke kontrole funkce katalyzátoru slou í pou ití druhé sondy (obr. 32), která je umíst na za katalyzátorem. ídící jednotka motoru posuzuje signály obou sond. Regulace bohatosti sm si signály z první -sondy zp sobuje oscilaci mezi bohatou a chudou sm sí. Proto e katalyzátor má schopnost ukládat kyslík s vysokou ú inností, osciluje nap tí druhé -sondy mírn kolem st ední hodnoty. Obr. 32: Signály sondy u katalyzátor s vysokou ú inností Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.316) ISBN

69 Tuto schopnost ztrácí katalyzátor samoz ejm stárnutím, proto se sni uje schopnost ukládat kyslík a m e oxidovat mén CO a HC. V ten moment je obsah zbytkového kyslíku p ed a za katalyzátorem podobný, signál první a druhé sondy je tém toto ný (obr. 33). ídící jednotka v ten moment rozezná podobnost obou signál a malou ú innost katalyzátoru, poruchu ulo í a vyhodnotí chybové hlá ení na kontrolce. Obr. 33: Signály sondy u defektního katalyzátoru Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.316) ISBN

70 6 Konstruk ní provedení lambda sond a katalyzátor 6.1 Teorie (a historie) sondy Lambda sonda p edstavuje v principu kyslíkový lánek, schopný m it koncentraci kyslíku ve sledovaném prost edí. Tento princip je znám více jak sto let a vd íme za n j n meckému fyzikovi a chemikovi Waltheru Nernstovi. V popisech innosti lambda sond se setkáváme s pojmem Nernst v lánek ozna ující soustavu elektrod na keramickém nosi i a p edstavující st ejní komponent celé lambda sondy. Není bez zajímavosti e princip lambda sondy, nebo p esn ji e eno Nernstova lánku, byl pou íván v pr myslu ji dávno v minulosti, kdy na jeho základ byla m ena koncentrace kyslíku p i tavení kov Funkce dvoubodové i skokové sondy Na obr. 34 vidíme schématické zobrazení planární skokové lambda sondy. Na keramickém materiálu z kysli níku zirkonu jsou umíst ny elektrody z platiny, ze kterých jsou vyvedené elektrické vývody ven z t lesa sondy. Jedna elektroda je vystavena spalinám ve výfukovém potrubí, na druhou elektrodu p sobí vzdu ný kyslík z referen ního vzduchového kanálku. M eme tedy íci, e jedna elektroda p ímá ( vnímá ) konstantní koncentraci kyslíku ze vzduchu (co je p ibli n 21%) a druhá elektroda, která je vystavená spalinám, potom vnímá prom nou koncentraci kyslíku v proudu výfukových plyn m nící se podle okam ité bohatosti sm si t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN

71 Obr. 34: Planární (skoková) lambda sonda LSF4 96 Popis obrázku: 1 spaliny, 2 porézní keramická ochranná vrstva, 3 m ící lánek s mikroporézní vrstvou z u lechtilého kovu, 4 referen ní vzduchový kanál, 5 vyh ívací prvek, U A výstupní nap tí U této platinové elektrody, která je vystavená spalinám z proudu výfukových plyn, dochází k tzv. katalytickým reakcím, je to mo né p irovnat k funkci malého oxida ního katalyzátoru. Výsledkem je nulová koncentrace kyslíku na povrchu vn j í elektrody p i bohaté sm si. Na opa né elektrod vystavené referen nímu vzdu nému kyslíku je velká koncentrace kyslíku. Vlivem rozdílu kyslíku mezi t mito m ícími elektrodami dochází tzv. ke kyslíkovému spádu, co zp sobí pohyb kyslíkových iont keramickým materiálem mezi elektrodami. Tím dochází k uvol ování elektron a vzniku náboje nebo-li hromad ní náboje na jednotlivých elektrodách. Jeliko ka dá elektroda elí rozdílnému prost edí (jinému mno ství vzduchu), je i náboj elektrod r zný a tudí i elektrický potenciál elektrod je rozdílný. Výsledkem je vznik elektrického nap tí mezi elektrodami. Aby do lo k pohybu kyslíkových iont keramickou vrstvou, musí být teplota okolo 350 C. P i této teplot se stává tento keramický materiál vodivý pro kyslíkové ionty, ale optimální innost lambda sondy je dosahováno p i teplot cca. 600 C. K rychlému dosa ení této teploty slou í elektrické vyh ívání, které je umíst né do t lesa sondy. 96 Dostupné z: < 71

72 Na obr. 35 máme znázorn nou p evodní charakteristiku, jedná se o závislost mezi výstupním nap tí sondy a sou initelem p ebytku vzduchu ve sm si ozna ované jako lambda. Z obrázku tedy vyplývá, pokud je hodnota < 1, je ve sm si málo vzduchu, tudí sm s je bohatá. Opa n pro > 1 je p ítomno velké mno ství kyslíku a sm s se stává chudá. Je-li = 1 je mno ství vzduchu a paliva ve sm si v nejlep ím pom ru, jedná se o tzv. stechiometrickou sm s, která má nejlep í vlastnosti co se tý e spalování. Vyzna uje se tím, e p i jejím ho ení a následných reakcí v t ícestném katalyzátoru vzniká nejmen í mno ství kodlivých látek ve spalinách. Proto p i tomto slo ení, kdy se hodnota sou initele p ebytku vzduchu p ibli uje k hodnot = 1, dochází v charakteristice sondy ke skokové zm n nap tí. To znamená nap íklad, kdy dosud byla sm s bohatá, výstupní nap tí sondy se pohybovalo nad hodnotou cca 800 mv. U chudé sm si s hodnotou > 1 prudce klesne výstupní nap tí sondy pod cca 200 mv (viz. obr. 32). Obr. 35: Nap ová charakteristika dvoubodové (skokové) lambda sondy p i provozní teplot 600 C Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.313) ISBN

73 U skokové nebo-li dvoubodové lambda sondy m eme íci, e dojde pouze k tomu, e sm s je bu bohatá i chudá. Tudí chceme-li zjistit up esn nou informaci, jak moc je sm s bohatá i chudá, tedy p esnou hodnotu koeficientu lambda, nelze touto sondou zji ovat. Její pou ití je tak omezeno na regulaci sm si na hodnotu = 1, nebo p esn ji na hodnoty v úzkém rozmezí okolo 1. To je v ak v naprostém po ádku, nebo smyslem regulace bohatosti sm si u konven ních motor ( s nep ímým vst ikováním paliva) je udr ovat bohatost práv v tomto rozmezí (0,98 < < 1,01), kde je dosahováno nejlep í ú innosti t ícestného katalyzátoru. Dne ní doba, která je velmi p ísná na emisní hodnoty výfukových plyn a sní ení spot eby paliva je princip nep ímého vst ikování s následným spalováním stechiometrické sm si nevyhovující pro dne ní po adavky. Proto bylo za pot ebí nahradit stávající systém nep ímého vst ikování za systém s p ímým vst ikováním benzinu, kde je mo né dosáhnout zlep ení parametr motoru (emise, spot eba). Pou ívaný zp sob sm si se vyzna uje tím, e v motoru se v ur itých re imech spaluje velmi chudá vrstvená sm s a také se vyskytují re imy, v nich se naopak pracuje s velmi obohacenou sm sí pro ú ely vypálení katalyzátoru. Je nutné p ipravovat a také m it sm s v irokém rozsahu bohatosti ( i chudosti ), tedy zji ovat sou initele lambda nejen v t sném okolí hodnoty 1, ale um t zjistit p esn slo ení sm si v rozsahu hodnot zhruba 0,8 < < 4. To u s b nou, skokovou, lambda sondou nelze. Nezbývá ne pou ít lambda sondu takovou, která to zvládne. Jedná se o irokopásmovou lambda sondu. 6.3 Princip innosti odporové sondy lambda U této sondy je keramické t leso z oxidu titani itého, pota ený platinovými elektrodami (obr. 36). Princip innosti (obr. 37) této sondy spo ívá na mno ství nebo-li koncentraci kyslíku ve výfukových plynech a teplot keramického t lesa, kde oxid titanu m ní svou vodivost. U chudé sm si ( > 1) má titan oxidu ni í vodivost ne u bohaté sm si ( < 1). U sondy z oxidu titani itého se skokov m ní hodnoty odporu p i = 1 mezi 1k (bohatá sm s) a 1M (chudá sm s) Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 73

74 V ídící jednotce je m ící odpor sériov zapojen k lánku sondy. Pokles nap tí na m ícím odporu se m ní na základ zm ny odporu titanového keramického t lesa v závislosti na koncentraci kyslíku ve výfukových plynech mezi 0,4 V (chudá sm s) a 3,9 5 V (bohatá sm s). Oproti sond z oxidu zirkoni itého (obr. 38) není pot eba srovnávací (referen ní) vzduch. Regula ní kmito et je u neporu ené sondy v t í ne 1Hz. Optimální provozní teplota le í mezi 600 a 700 C. Pro dodr ení této teploty je pot ebné regulované vyh ívání sondy. Od 200 C je sonda p ipravena k provozu, p i em je regula ní kmito et je je t p íli nízký pro p esnou úpravu sm si. 99 Nad teplotu 850 C m e dojít ke zni ení sondy. M eme tedy íci, e odporová lambda sonda nem ní nap tí v závislosti na koncentraci, nebo-li mno ství kyslíku, ale m ní sv j odpor. Obr. 36: Sonda z oxidu titani itého (odporová sonda) Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 100 Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 74

75 Obr. 37: Charakteristika odporové sondy 101 Obr. 38: Sonda lambda z oxidu zirkoni itého Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec 102 Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.314) ISBN

76 6.4 Princip innosti irokopásmové lambda sondy Pojem irokopásmová lambda sonda je odvozen od schopnosti m it slo ení sm si v irokém rozsahu hodnot koeficientu lambda. Jeliko m ení u této lambda sondy probíhá v jiném rozmezí hodnot, ne u skokové lambda sondy, musí být konstruk ní e ení irokopásmové lambda sondy pon kud odli né od té skokové sondy. Krom Nernstova m ícího lánku je irokopásmová sonda dopln na o jeden lánek, a to erpací, který je zobrazen na obr. 39. Obr. 39: Planární irokopásmová lambda sonda 103 Popis obrázku: 1 spaliny, 2 st na výfukového potrubí, 3 vyh ívací prvek, 4 regula ní elektronika, 5 referen ní komora s referen ním vzduchovým kanálem, 6 difúzní kanálek, 7 Nernst v koncentra ní lánek, 8 kyslíkový erpací lánek s vnit ní a vn j í elektrodou, 9 pórovitá ochranná vrstva, 10 otvor pro vstup plyn, 11 Pórovitá difúzní bariéra, I p erpací proud, U p erpací nap tí, U H vyh ívací nap tí, U Ref referen ní nap tí (450 mv, odpovídá = 1), U S nap tí sondy 103 Dostupné z: < 76

77 6.4.1 Vnit ní uspo ádání sondy Na obr. 39 je schematicky znázorn no, uspo ádání m ícího (Nernstova) lánku a lánku erpacího. Mezi Nernstovým a erpacím lánkem je vytvo en malý, asi mikrometr iroký difúzní kanálek m ící prostor, kam je p ivád n výfukový plyn z výfukového potrubí. Do cesty je mu je t v azena porézní difúzní bariéra omezující proud molekul spalin, obsahující kyslík, do m ícího prostoru. Difúzní bariérou se upravuje pr b h charakteristiky sondy. 104 Nernst v lánek je zde zastoupen se stejnou funkcí, jako u dvoubodové lambda sondy. Zji uje tedy obsah kyslíku ve spalinách. M eme íci, e je to shodné jako u dvoubodové lambda sondy, kde se porovnává zbytkový kyslík spalin s kyslíkem v referen ní komo e s referen ním vzduchovým kanálem, který je propojen s okolní atmosférou, p sobící na druhou elektrodu Nernstova lánku. Do této ásti by byla funkce této sondy stejná u vý e popisované skokové lambda sondy. Nyní si m eme íci podstatný rozdíl mezi t mito lambda sondami. Spo ívá toti ve výstupním nap tí Nernstova lánku, který není výstupním signálem u irokopásmové lambda sondy, kde by podle tohoto signálu ídící jednotka m ila bohatost sm si. Jedná se o jakési pracovní nap tí, který se v regula ním obvodu ídící jednotky pou ívá pro vytvo ení odpovídajícího erpacího proudu pro erpací lánek. 104 t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN

78 6.4.2 M ící m stek ( vyva ování kyslíku ) Na kombinaci Nernstova lánku a erpacího spolu s regula ní elektronikou se m eme dívat jako na dvouramennou váhu, viz obr. 40. Kde na jedné stran vah p sobí kyslík z výfukových spalin a na druhé p sobí kyslík z erpacího lánku. Obr. 40: Základní princip irokopásmové lambda sondy vyva ování kyslíku 105 Podle mno ství nebo-li okam ité koncentrace vzduchu ze spalin se jazý ek váhy vychyluje na jednu nebo druhou stranu, podle bohatosti sm si. Poloha jazý ku se stupnicí nám p edstavuje výstupní nap tí Nernstova lánku. Jestli e se nachází v rovnová né poloze, sou initel p ebytku vzduchu = 1, odpovídající hodnot výstupního nap tí rovno 450 mv (st ed skokové charakteristiky podle obr. 35). Elektronický regula ní obvod v ídící jednotce snímá toto nap tí a vytvá í erpací proud pro erpací lánek, jeho výsledkem je erpání kyslíkových iont do nebo ven z m ícího prostoru Nernstova lánku t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN

79 Váha je tedy vyva ována kyslíkem, p e erpávaným pomocí erpacího lánku. To znamená, pokud se vyskytne ve výfukovém potrubí spaliny s nízkým obsahem kyslíku, jedná se o výsledek spalování bohaté sm si ve spalovacím prostoru a Nernst v lánek by m l na takovou koncentraci reagovat nap tím v t ím ne 450 mv. Váha se bude vychylovat na stranu bohaté sm si a regula ní obvod obdr í toto nap tí od Nernstova lánku, který musí reagovat okam it tím, e za ne p e erpávat ze spalin proudící výfukovým potrubí p es sondu do m ícího prostoru. Dochází ke zvy ování koncentrace kyslíku v m ícím prostoru a nap tí Nernstova lánku bude klesat k hodnot 450 mv, co odpovídá rovnová né poloze jazý ku, tedy st ední poloze. K udr ení tohoto stavu slou í regula ní obvod, který dodává jen tak velký erpací proud, aby byl tento stav udr en. Jestli e se bohatost sm si nem ní, erpací proud z stává stálý a udr uje mno ství nebo-li míru p e erpávání kyslíku takovou, aby Nernst v lánek hlásil stále 450 mv. Velikost erpacího proudu tak p edstavuje informaci o okam ité bohatosti sm si. Jak mile by nyní do lo k tomu, e sm s se náhle zm ní, ochudí regula ní obvod v záp tí p ijme nap tí Nernstova lánku do asn ni í ne 450 mv, op t zasáhne, tentokrát tím, e za ne od erpávat kyslík z m ícího prostoru ven sm rem do spalin ve výfukovém potrubí. Koncentrace kyslíku v m ícím prostoru tak klesá a výstupní nap tí Nernstova lánku naroste op t na hodnotu 450 mv. erpání kyslíku ven z m ícího prostoru znamená opa nou polaritu erpacího proudu ne tomu bylo v p edchozím stavu, kdy se erpal kyslík do m ícího prostoru. Velikost erpacího proudu je op t udr ována na takové hodnot, aby Nernst v lánek hlásil rovných 450 mv. Pokud by do lo k dal ímu ochuzení sm si, tedy sm s by se z chudé stala je t chud í, bude dál probíhat erpání kyslíku stejným sm rem, jen s v t í intenzitou. Tomu by odpovídal v t í erpací proud vytvá ený regula ním obvodem t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN

80 6.4.3 Modulace sm si V ji p edchozím popisu se uvád lo, e bohatost sm si se m ní samovoln. Pod pojmem regulace byla my lena regulace erpacího proudu za ú elem vyvá ení Nernstova lánku a tedy zji t ní okam ité bohatosti sm si. P i chodu motoru v ustáleném re imu (konstantní zatí ení motoru) v ak dochází k neustálým malým zm nám okam ité bohatosti sm si okolo hodnoty = 1 (periodickým zkracováním a prodlu ováním doby vst iku). Je to takzvaná modulace sm si, která zlep uje ú innost p em ny kodlivin v t ícestném katalyzátoru. 108 ídící jednotka tím získává od lambda sondy momentální stav, tím dochází k tzv. regulaci erpacího proudu, za ú elem zji t ní okam ité hodnoty bohatosti sm si. U Nernstova lánku se projeví zm na nap tí kolísáním jeho výstupního nap tí v úzkém pásmu okolo 450 mv. Na erpacím proudu se to projevuje zm nami polarity proudu, p i em okam ité hodnoty proudu, podle sm ru p e erpávání bu s kladným i záporným znaménkem, le í velmi blízko hodnot 0 ma ( ádov setiny miliampéru). Zde je t eba k p edchozímu výkladu doplnit, e p i p esn stechiometrickém slo ení sm si ( = 1) je erpací proud roven 0 ma P evodní charakteristika Jedná se o závislost erpacího proudu jako to výstupního signálu na bohatosti sm si. Charakteristika je uvedena na obr. 41. Vidíme, e p i bohatosti sm si, vyjád ené sou initelem = 1, prochází k ivka proudu hodnotou 0 ma. 110 P i hodnot < 1 se hodnota erpacího proudu dostává do záporných hodnot a I P ( erpací proud) má záporné znaménko. Opa n je tomu p i hodnot > 1 zde má erpací prou kladné znaménko. 108 t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN

81 U irokopásmové lambda sondy je hlavním výstupním signálem ji zmi ovaný erpací proud. Pro okam ité ur ení bohatosti sm si se m í velikost erpacího proudu a jeho polarita (zda je kladná, i záporná ). Obr. 41 : erpací proud I p irokopásmové lambda sondy v závislosti na sou initeli p ebytku vzduchu ve sm si. 111 Sonda je jako m ící idlo (sníma ) umíst na p ed katalyzátorem. Podle obsahu zbytkového kyslíku ve výfukových plynech p edává sonda odpovídající nap ový signál regula nímu lenu v ídící jednotce pro vst ikovací za ízení. ídící jednotka vst ikovacího za ízení porovnává tuto skute nou hodnotu s p edepsanou hodnotou pro = 1, nap. 500mV. Pokud je obsah zbytkového volného (chemicky nevázaného) kyslíku ve výfukových plynech nízký (bohatá sm s), je nap tí sondy mv. ídící jednotka rozezná bohatou sm s ( < 1) a vypo ítá z toho u p eru ovan pracujícího vst ikovacího za ízení novou, krat í dobu otev ení vst ikovacích ventil, ím se sní í bohatost sm si a tak, aby odpovídala stechiometrické sm si, tj. = Dostupné z:< 81

82 Pr b h Lambda sondy p ed a za katalyzátorem Po adovaná hodnota lambda od ídící jednotky Skute ná nam ená hodnota lambda Nam ené nap tí lambda sondy Lambda sonda za katalyzátorem p ed katalyzátorem ,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 as po et ot./min Nam ené otá ky motoru as Popis grafu: Znázor uje nám pr b h lambda sondy p ed katalyzátorem pro hodnotu a pr b h nap tí lambda sondy za katalyzátorem uvád né v milivoltech v závislosti na otá kách motoru v daném asovém úseku. as byl m en v sekundách a celková délka testu trvala, jak z grafu vidíme 100 s. Je zde patrné se lápnutí plynového pedálu v ur itém asovém intervalu po ur itou dobu. Práv v této ásti m eme vid t malou odchylku skute né nam ené hodnoty lambda od stanovené hodnoty z ídící jednotky, která je = 1. 82

83 Vychýlením od této hodnoty vzniká bohatá nebo chudá sm s. P i bohaté sm si je vid t pokles nap tí blí ící se k hodnot 0 mv a u chudé sm si se naopak zvy uje. M ení se provád lo na stanici emisní kontroly SO a SOU Vocelova Hradec Králové. 6.5 Konstrukce a innost katalyzátoru Podstatnými sou ástmi konstrukce katalyzátoru jsou: kovová nebo keramická (hliníko-ho íkový silikát) vlo ka, tzv. nosi katalyzátoru, mezivrstva nazývaná také nosná vrstva (pouze u keramického nosi e), katalyticky aktivní vrstva (vlastní katalyzátor). Obr. 42: Konstrukce a innost katalyzátoru s keramickou vlo kou Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.312) ISBN

84 Obr. 43: Katalyzátor s kovovou vlo kou 113 Vlo ku (nosi ) tvo í n kolik tisíc jemných kanálk, kterými proudí výfukové plyny. Kanálky keramických nosi jsou opat eny velmi porézní vrstvou. Ú inný povrch katalyzátoru se tím zvy uje asi 7000 x. Na tuto mezivrstvu, nebo p ímo na kovový nosi se napa uje katalyticky ú inná tenká vrstva vzácných kov, nej ast ji platiny, rhodia a paladia (cca. 2 gramy) Výhody a nevýhody keramického nosi e oproti kovovému Výhody: U keramického nosi e lze p i recyklaci katalyzátoru podstatn jednodu eji získat zp t vrstvu vzácných kov, ne je tomu u kovové vlo ky, která ale lépe dr í konstantní provozní teplotu a v sou asnosti je i výrobn levn j í. Nevýhody: Keramický nosi je velmi citlivý na nárazy a ot esy. Proto je pot ebné jeho ulo ení do tepeln odolného drát ného pletiva s plá t m z ocelového (nerezového) plechu. Navíc má ni í teplotní odolnost, del í dobu zah ívání a v t í protitlak ve výfukovém systému, sni ující výkon motoru, jeliko u ty taktního motoru, musí mít výfukové spaliny co nejmen í odpor Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.312) ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.311) ISBN Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, (str.311) ISBN

85 Záv r V bakalá ské práci jsem zjistil, e u nam ených emisních hodnot zji t ných na stanici emisní kontroly u dvou typ motor, spadajících do rozdílných emisních norem, kde se jedná o normu EURO 4, do ní spadá motor V a normu EURO 5 do ní spadá motor 1.2 TSI, nejsou rozdíly nijak znatelné, p i em odstup normy EURO 4 a EURO 5 je sedmiletý. Podstatné rozdíly se v ak vyskytly p i m ení mno ství HC (uhlovodík ). P i m ení volnob ných otá ek byl zji t n rozdíl 12 (ppm) HC a p i zvý ených otá ek byl zji t n rozdíl 10 (ppm) HC. U ostatních kodlivých látek jako jsou CO 2 (oxid uhli itý), CO (oxid uhlíku) a hodnota (lambda) byl minimální rozdíl. Tento rozdíl by byl daleko v t í, kdyby motor V nem l opat ení, jako je zp tné vedení výfukových plyn, kde se ást spalin z výfuku vrací zpátky do sacího potrubí, a systém sekundárního vzduchu. Naopak motor 1.2 TSI je o tyto systémy u et en a jsou zde zastoupeny pouze vst ikova e ízené ídící jednotkou, která v e vyhodnotí pro tzv. dovst ik paliva. Tento systém je mo ný pou ít pouze u p ímého vst iku paliva. Do el jsem k tomu, e bez pou ití t chto systém by dané motory spl ovaly jen normy jako jsou EURO 2 nebo EURO 3, co by z hlediska postupného zkvalitn ní ovzdu í nebylo ideální. Proto jsou tyto systémy pro úpravu kodlivin z výfukových plyn velmi d le ité a v dob ochrany ivotního prost edí tém nezbytné. 85

86 SEZNAM POU ITÝCH INFORMA NÍCH ZDROJ BEROUN, S., SCHOLZ, C.: Základy teorie vozidel a pístových spalovacích motor, Skriptum TU v Liberci, Liberec 2001(str. 66); viz len ní a, b Dostupné z < Rolf Gscheidle a kol.: P íru ka pro automechaniky, 2. upravené vydání, ISBN Dostupné z: < t pán Ji ínský, Osciloskop a jeho vyu ití v autoopravárenské praxi, ISBN Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Výfukové emise pístových spalovacích motor, TU Liberec Dostupné z: < Dostupné z: < Mario René Cedrech, Ji í Schwarz:Automobily koda Fabia, druhé roz í ené vydání, ISBN Prof. Ing. Stanislav Beroun, CSc.: Vozidlové motory, Skriptum TU v Liberci 86

87 SEZNAM TABULEK Tab. 1: Hodnoty O, hustoty a oxida ní stability pro moderní benziny 20 Tab. 2: Vývoj emisních limit výfukových kodlivin pro motorová vozidla kategorií M1 a N1 45 Tab. 3: Emisní hodnoty koda Fabia V a 1.2 TSI 49 Tab. 4: Technické údaje motoru V a 1.2 TSI 51 87

88 SEZNAM OBRÁZK Obr. 1: Uhlovodíky s p ímým, rozv tveným a cyklickým et zcem 16 Obr. 2: Destila ní k ivka 17 Obr. 3: Závislost st edního pr m ru kapek benzinu na rychlosti proud ní vzduchu ve sm ovací komo e karburátoru 24 Obr. 4: Vír sm si s osou kolmou k podélné ose válce 25 Obr. 5: Vír sm si s osou v podélném sm ru válce 25 Obr. 6: Schématické rozlo ení teplotního pole v blízkosti jisk i t zapalovací sví ky 28 Obr. 7: Rozdíl mezi molekulární a turbulentní dif zí 32 Obr. 8: Fázování proces tvorby sm si, jejího ho ení a pr b hu rychlosti uvol ováni tepla 34 Obr. 9: Pr b h detona ního ho ení v zá ehovém motoru 35 Obr. 10: Slo ení výfukových plyn 38 Obr. 11: kodliviny ve výfukových plynech p i r zných sm ovacích pom rech vzduchu 40 Obr. 12: Výkon a spot eba pohonných hmot p i r zných sm ovacích pom rech vzduchu 40 Obr. 13: Postup testu podle EHK Obr. 14: Znázorn ní pr b hu testu podle EHK 83 na ujetou vzdálenost m po dobu 1220 s. 44 Obr. 15: Zna ení EURO 2 46 Obr. 16: Zna ení EURO

89 Obr. 17: Zna ení EURO 4 47 Obr. 18: Vývoj emisních hodnot EURO ur ující mno ství NO x a PM pro benzinové motory 48 Obr. 19: Vývoj emisních hodnot EURO, ur ující mno ství NO x a PM pro vzn tové motory 48 Obr. 20: Ukázka motoru V s výkonnostní charakteristikou, kde ervená k ivka zna í výkon a modrá to ivý moment motoru 50 Obr. 21: Ukázka motoru 1.2 TSI 50 Obr. 22: Výkonnostní charakteristika motoru 1.2 TSI 51 Obr. 23: Zp tné vedení výfukových plyn 54 Obr. 24: ez elektromagnetickým ventilem 56 Obr. 25: Schéma sekundárního vzduchového systému 57 Obr. 26: Redukce kodlivin 59 Obr. 27: Úprava slo ení výfukových plyn systémem SCR 62 Obr. 28: Za ízení pro i t ní výfukových plyn u zá ehového motoru s p ímým vst ikováním benzinu a ( > 1) 63 Obr. 29: Ukládání a regenerace NO x 64 Obr. 30: Funk ní schéma L Jetronicu s regulací 65 Obr. 31: Roztavený katalyzátor 66 Obr. 32: Signály sondy u katalyzátor s vysokou ú inností 67 Obr. 33: Signály sondy u defektního katalyzátoru 68 Obr. 34: Planární (skoková) lambda sonda LSF4 70 Obr. 35: Nap ová charakteristika dvoubodové (skokové) lambda sondy p i provozní teplot 600 C 71 Obr. 36: Sonda z oxidu titani itého (odporová sonda) 73 89

90 Obr. 37: Charakteristika odporové sondy 74 Obr. 38: Sonda lambda z oxidu zirkoni itého 74 Obr. 39: Planární irokopásmová lambda sonda 75 Obr. 40: Základní princip irokopásmové lambda sondy vyva ování kyslíku 77 Obr. 41 : erpací proud I p irokopásmové lambda sondy v závislosti na sou initeli p ebytku vzduchu ve sm si. 80 Obr. 42: Konstrukce a innost katalyzátoru s keramickou vlo kou 82 Obr. 43: Katalyzátor s kovovou vlo kou 83 90

91 SEZNAM POU ITÝCH ZKRATEK PSM LPG MTBE O MM VM C HÚ KH HC VN EHK EGR J PHM Pístové spalovací motory Zkapaln ný topný plyn Metylterciár-butyl-éter Oktanové íslo Motorová metoda Výzkumná metoda Cetanové íslo Horní úvra Kliková h ídel Uhlovodíky Vysokonap ový Evropská hospodá ská komise Elektromagnetický ventil zp tného vedení ídící jednotka Pohonné hmoty 91

92 SEZNAM P ÍLOH P íloha. 1: Emisní hodnoty p i volnob ných otá kách pro motor koda Fabia V P íloha. 2: Emisní hodnoty p i zvý ených otá kách motoru V P íloha. 3: Emisní hodnoty p i volnob ných otá kách pro motor koda Fabia 1.2 TSI P íloha. 4: Emisní hodnoty p i zvý ených otá kách motoru 1.2 TSI P íloha. 5: M ení emisních hodnot na p ístroji BOSCH FSA 740 P íloha. 6: P ipojení k p ístroji pro m ení emisí P íloha. 7: Pohled na motor 1.2 TSI P íloha. 8: Pohled na motor V P ílohy naleznete na následujících stranách. 92

93 P íloha. 1: Emisní hodnoty p i volnob ných otá kách pro motor koda Fabia V P íloha. 2: Emisní hodnoty p i zvý ených otá kách motoru V 93

94 Příloha č. 3: Emisní hodnoty při volnoběžných otáčkách pro motor Škoda Fabia 1.2 TSI Příloha č. 4: Emisní hodnoty při zvýšených otáčkách motoru 1.2 TSI 94

95 P íloha. 5: M ení emisních hodnot na p ístroji BOSCH FSA 740 P íloha. 6: P ipojení k p ístroji pro m ení emisí 95

96 P íloha. 7: Pohled na motor 1.2 TSI P íloha. 8: Pohled na motor V 96