Emisní předpisy Měření emisí... 13

Transkript

1 Obsah 1 Palivo a emise Emisní předpisy Měření emisí Z ûehovè a vznïtovè motory Pracovní oběhy motorů Děje při pracovním oběhu Emise zážehových motorů Emise vznětových motorů Optimalizace parametr motoru Provozní podmínky motoru Možnosti optimalizace chodu Příprava spalovací směsi Směs zážehových motorů Směs vznětových motorů Regulace průběhu vstřiku paliva u vznětových motorů Regulační charakteristiky vznětových motorů Omezovací regulace Výkonnostní regulace Přizpůsobení dávky paliva otáčkám motoru Přizpůsobení podle vnějších vlivů Přesnost regulace Srovnání mechanické a elektronické regulace Ztráty při sání a výfuku Časování ventilů Přeplňované motory

2 SPALOVACÍ MOTORY Aplikace elektroniky Části regulační soustavy Regulace s otevřenou smyčkou Regulace s uzavřenou smyčkou Tvorba směsi zážehových motorů Tvorba smïsi karbur torem Spouštění zážehového motoru Startovací přívěra a její funkce Funkce startovací přívěry po nastartování Funkce startovací přívěry ve fázi ohřívání Sytič a jeho funkce Soustava volnoběžného chodu Nastavení volnoběžných otáček přídavným vzduchem Nastavení volnoběžných otáček přídavnou směsí Ostatní režimy chodu motoru Obohacovací soustavy karburátorů Akcelerační čerpadlo Přidržovač škrticí klapky Dvoustupňové a vícehrdlové karburátory Funkce dvoustupňového karburátoru Vícehrdlové karburátory Vícehrdlové dvoustupňové karburátory Automatické startovací zařízení dvouhrdlových karburátorů Rovnotlaký karburátor Aplikace elektroniky u karburátorů Vypínání volnoběžné směsi při deceleraci Elektronicky ovládaný přidržovač škrticí klapky Možnosti nastavení směšovacího poměru Elektronické ovladače karburátorů Elektronicky řízené karburátory pro vozy Škoda, VW a DB Elektronicky řízené karburátory pro vozy Ford Modernizovaný elektronický karburátor EECIV Elektronicky řízený karburátor vozů Opel Elektronické karburátory s jednoduchou regulací

3 Obsah Karburátory s obtokem difuzoru Souprava elektronického karburátoru pro dodatečnou montáž Regulace složení směsi přídavným vzduchem P Ìprava smïsi centr lnìm vst ikov nìm Jednobodové vstřikování Jednobodové vstřikování Mono-Jetronic Jednobodové vstřikování s řízením podle tlaku a otáček Jednobodové vstřikování s měřením množství vzduchu Centrální vstřikování se dvěmi tryskami Vstřikování s tryskami zařazenými vedle sebe Vstřikování s tryskami řazenými za sebou Spojité centrální vstřikování Vst ikov nì paliva do sacìch kan l v lc Spojité vstřikování do sacího kanálu Regulace tlaku paliva Dávkování paliva podle množství nasávaného vzduchu Obohacování směsi změnou tlaku Lambda regulace Obohacení směsi při zrychlování Obohacení směsi při startu motoru Obohacení směsi při zahřívání motoru Stabilizace volnoběhu Přerušení přívodu paliva při deceleraci Spojité vstřikování s elektronickou regulací Regulace dávek paliva podle zatížení motoru Korekce dávek s použitím elektroniky Obohacení směsi při startu, volnoběhu a zahřívání motoru Dávkování paliva při plné zátěži a deceleraci motoru Regulace volnoběžných otáček Postup při seřizování soustavy Vstřikovací trysky s přisáváním vzduchu

4 SPALOVACÍ MOTORY Časované vstřikování do sacího kanálu Palivový okruh Vstřikovací trysky časovaného vstřikování Simultánní, skupinové a sekvenční vstřikování P ÌmÈ vst ikov nì do v lc motoru Způsoby tvorby směsi s přímým vstřikem paliva Způsoby přímého vstřikování paliva do spalovacího prostoru Přímé vstřikování tekutého paliva Přímé vstřikování částečně vytvořené směsi vzduchu s palivem Vstřikovací trysky přímého vstřikování Vstřikovací trysky pro vstřik tekutého paliva Vstřikovací trysky pro vstřik emulze paliva se vzduchem Vstřikovací soustavy přímého vstřikování Druhy provozu motoru s přímým vstřikem Vstřikovací soustava Bosch Motronic MED Vysokotlaké přímé vstřikování benzinu Mitsubishi Vysokotlaké přímé vstřikování dalších značek Přímé vstřikování s vrstvením emulze paliva se vzduchem Přímé vstřikování emulze při stechiometrickém složení výsledné směsi Vliv sloûenì smïsi na parametry motoru Součinitel přebytku vzduchu vzduchové číslo lambda Vliv složení směsi na zapalování Kvantitativní řízení výkonu motoru Snižování úrovně emisí při stechiometrické směsi Vhánění sekundárního vzduchu Snižování obohacení směsi Kvalitativní řízení výkonu motoru Zásobníkový katalyzátor Katalytická úprava výfukových plynů vznětových motorů Snížení emisí oxidů dusíku recirkulací výfukových plynů Odvětrávání palivové nádrže

5 Obsah 9 MÏ enì hmotnosti nas vanèho vzduchu Nepřímé měření množství nasávaného vzduchu Dávkování paliva podle množství nasávaného vzduchu Dávkování paliva podle zatížení motoru Snímání tlaku v sacím potrubí Měření objemu nasávaného vzduchu Náporový měřič objemu vzduchu Měřič rychlosti proudění nasávaného vzduchu Měřiče hmotnosti nasávaného vzduchu Měřič hmotnosti vzduchu se žhaveným drátem Měřič hmotnosti nasávaného vzduchu s vyhřívaným filmem Snímače teploty nasávaného vzduchu Snímání dalších veličin ovlivňujících dávkování paliva MÏ enì sloûenì smïsi z obsahu kyslìku ve v fukov ch plynech Dvoustavová lambda sonda Napěťová lambda sonda Odporová lambda sonda Širokopásmový měřič obsahu kyslíku Funkce lambda regulace Regulace na stechiometrický poměr ÿìzenì pohybu smïsi ve v lci Víření směsi Překlápění směsi Využití turbulence směsi Palivov Ëerpadla z ûehov ch motor Elektrická palivová čerpadla

6 SPALOVACÍ MOTORY Objemová čerpadla Proudová čerpadla Jednostupňová a dvoustupňová čerpadla Šroubová elektrická čerpadla Způsoby instalace elektrických palivových čerpadel Elektrické ochranné obvody Vysokotlaká mechanická čerpadla Mechanické čerpadlo s axiálními písty Mechanické čerpadlo s radiálními písty Tvorba smïsi vznïtov ch motor Vstřikování motorové nafty Nepřímé vstřikování do vírové komůrky Přímé vstřikování nafty do spalovacího prostoru Regulace vstřikovaného množství paliva Regulace počátku vstřiku paliva Regulace průběhu spalování Vstřikovací čerpadla vznětových motorů Řadová vstřikovací čerpadla Mechanická regulace řadového čerpadla Nastavení maximálního vstřikovaného množství paliva Regulace počátku vstřikování Řadové vstřikovací čerpadlo s elektronickou regulací množství vstřikovaného paliva Řadové vstřikovací čerpadlo se zdvihovými šoupátky Rotační vstřikovací čerpadla Rotační vstřikovací čerpadla s axiálním pístem Elektronická regulace rotačních čerpadel s axiálním pístem Rotační čerpadla s radiálními písty Mechanická regulace rotačního vstřikovacího čerpadla Elektronicko-hydraulická regulace rotačního čerpadla Elektronická regulace rotačního čerpadla s radiálními písty Vstřikovací trysky otevírané tlakem vstřikovaného paliva Jednopružinové vstřikovací trysky

7 Obsah Dvoupružinové vstřikovací trysky Vstřikovací trysky se snímačem pohybu jehly Vstřikování vznětových motorů s elektronicky řízenými tryskami Soustavy se stálým maximálním tlakem vstřikovaného paliva Vstřikování paliva s otáčkově závislým průběhem tlaku Palivové okruhy vznětových motorů Palivové okruhy řadových vstřikovacích čerpadel Palivové okruhy rotačních vstřikovacích čerpadel Palivový okruh vstřikovacích soustav common rail Palivová potrubí a palivové filtry Dvoustupňový palivový filtr ElektronickÈ ÌdicÌ jednotky Snímače a jejich signály Zpracování analogových signálů snímačů Digitální způsoby zpracování signálů snímačů Uspořádání řídicí jednotky soustavy s číslicovým zpracováním signálu Propojení částí mikropočítače Sdružování mikropočítačových regulačních soustav SpalovacÌ motory a budoucnost Předpokládaný další rozvoj použití elektroniky Alternativní motory a pohony Alternativní paliva Spalovací motory pro alternativní paliva NabÌdka odbornè literatury Rejst Ìk

8 SPALOVACÍ MOTORY vod Pístový spalovací motor je nejdůležitější částí automobilu. Slouží nejen k pohonu vozidla, ale rozhodující mírou ovlivňuje i vlastnosti celého vozidla. V automobilech jsou spalovací motory používány přes sto let a zatím se za ně nenašla plnohodnotná náhrada. Pístový spalovací motor dosahuje nejlepšího poměru mezi využitím paliva a svojí hmotností, proti většině jiných druhů motorů má méně hlučný chod a nižší nároky na údržbu. I princip činnosti spalovacího motoru zůstává stále stejný. Využívá se přeměny chemické energie, vázané v použitém palivu nejprve jeho spalováním na tepelnou energii a ta se nakonec změní hnacím mechanizmem motoru na mechanickou práci. U nejrozšířenějšího druhu automobilových spalovacích motorů probíhá tato přeměna ve čtyřech fázích, během kterých se vytvoří zápalná směs paliva se spalovacím vzduchem, stlačí se na nejmenší objem a pak se zapálí. Vzniklá tepelná energie se během třetí fáze přeměňuje v motoru na mechanickou práci, potřebnou k pohonu. Jakmile je energie vyčerpána, musí se odstranit zbytky spalování, aby se mohlo přivést nové palivo a cyklus bylo možno opakovat. I když tento proces zůstává nezměněn, bylo vynaloženo mnoho úsilí na zlepšování průběhu jeho jednotlivých fází. Hledaly se způsoby, jak nejlépe připravit směs, aby se s co nejmenšími ztrátami dostalo do spalovacího prostoru válců palivo, potřebné pro požadovaný výkon motoru, aby bylo zapáleno ve vhodný okamžik a shořelo co nejdokonaleji. A také aby odstranění zbytku hoření z válce motoru a přívod čerstvé směsi nevyžadovaly příliš mnoho práce, o kterou by se výkon snížil. Jak rostl počet provozovaných automobilů, zvyšoval se škodlivý vliv jejich výfukových plynů, zbylých po shoření paliva. Zbytky hoření zhoršují životní prostředí a škodí zdraví. Proto byly uzákoněny přípustné limity těchto škodlivin a předpisy se stále zpřísňují. Cesty k jejich splnění jsou čím dál složitější, technicky náročnější a dražší. Cest je mnoho a důvody patentované ochrany vedou k tomu, že téměř každý výrobce motorů a jejich příslušenství volí jinou, pokud možno svoji původní koncepci. Technika spalovacích motorů pro automobily je proto stále náročnější na znalosti z mnoha vědních oborů. V této knize jsou shrnuty informace, ze kterých získáte základní orientaci v technice spalovacích motorů osobních automobilů současnosti i nejbližší budoucnosti. Dozvíte se i o tom, jak k vývoji motorů přispívá elektronika a jaké jsou předpokládané nové směry rozvoje automobilismu. Při zpracování této knihy jsem čerpal z mnoha odborných konzultací, rozhovorů, časopisů, ročenek a prezentací výrobců vozidel i příslušenství. Touto cestou tedy děkuji všem, kdo jakýmkoli způsobem přispěli k obsahu následujících stránek. Autor 10