VELEUILITE U RIJECIPrometni odjel

Zdenko Novak

11.2012.

8. DIZEL MOTOR (2)

Stvaranje gorive smjese

1

etverocilindrini dizelski motor bez pomonh agregata (ema)

*

1 Bregasto vratilo 2 Ventil 3 Klip 4 Sistem za ubrizgavanje 5 Cilindar 6 Povrat ispunih plinova 7 Usisna cijev 7 Usisna cijev 8 Turbopuhalo 9 Ispuna cijev 10 Sustav rashlade 11 Klipnjaa (ojnica) 12 Sustav podmazivanja 13 Kuite motora 14 Koljenasto vratilo 15 Zamanjak

2

Ubrizgavanje goriva kod dizel motora

Nain rada dizel motora temelji se na samozapaljenju goriva ubrizganog u komprimirani zrak u prostoru izgaranja.Suvremeni dizel motori koriste iskljuivo direktno ubrizgavanje goriva u cilindar.U kratkom vremenu treba ubrizgati potrebnu koliinu goriva, izmijeati ju s zrakom, te postii da se cijela smjesa pravovremeno zapali.

Odgovarajua smjesa se moe dobiti isparavanjem goriva na dva naina: Rasprivanjem goriva u fine kapljice unutar

kompresionog prostora(stvaranjem magle goriva)

*

(stvaranjem magle goriva)

Taloenjem goriva na vrue stijenke komore za izgaranje pri emu gorivo isparava i stvara gorivu smjesu (M postupak)

3

Ubrizgavanje goriva kod dizel motora

Rasprivanje goriva u fine kapljice unutar kompresionog prostora

4

Ubrizgavanje goriva kod dizel motora

Taloenje goriva na vruu stijenku kalote klipa za izgaranje pri emu gorivo isparava i stvara gorivu smjesu (M postupak direktnog ubrizgavanja goriva)

*

5

Iako danas dizel motori koriste iskljuivo direktno ubrizgavanje goriva u cilindar, prvih pedesetak godina dizel motori su koristili indirektno ubrizgavanje goriva.Varijanta neizravnog ubrizgavanja i izgaranja u vrtlonoj komori.

1 Rasprska 2 Tangencijalni strujni kanal

Indirektno ubrizgavanje

3 arnica za hladni start

Indirektno ubrizgavanje se odvija u dvije faze i zato rezultira postepenim rastom tlaka te mekim radom motora od direktnog ubrizgavanja.Za razliku od direktnog ubrizgavanja, ovi motori uvijek zahtijevaju predgrijavanje pomou elektr. arnice prije starta (ljeti i zimi).

Ipak, danas se indirektno ubrizgavanje vie ne koristi, jer ne uspijeva zadovoljiti stroge norme za emisiju tetnih tvari, a i troi vie goriva.

6

Ubrizgavanje goriva kod dizel motora

Navedeni naini isparavanja goriva se u praksi ne mogu strogo odijeliti.Npr. Kod rasprivanja goriva uvijek postoji i izvjesno taloenje na okolnim stijenkama Kod taloenja, ubrizgani mlaz goriva mora pak proi kroz komprimirani zrak, pa se dio

goriva ipak raspri.

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

S poetkom u tono odreenom trenutku S poetkom u tono odreenom trenutku U odgovarajuem trajanju U tonoj raspodjeli koliine tijekom ubrizgavanja - ovisno o reimu rada motora Jednako u svim cilindrima Pri startanju motora u dovoljnoj koliini da motor upali, ali koja nee izazvati crni dim S ogranienjem koliine nakon postizanja maks. broja okretaja

7

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

Vrlo kratkog ukupnog trajanja ubrizgavanja.Zavisno od veliine motora i reima rada, trajanje iznosi svega 5/10.000 1/100 s.

Malih ubrizganih koliina po ciklusuTe su koliine 5/1000 2/10 g/ciklusu uz relativno veliki odnos promjene sa praznog hoda na

puno optereenje (1:5). Visokih mehanikih i temperaturnih optereenja

Tlak goriva: od 400 2.500 bar, temp. u cilindru preko 2000 C. Brzih promjena pritisaka i pojava koje prate nestacionarno strujanje fluida.8

Direktno ubrizgavanje goriva

Oblici kompresionih komora pri direktnom ubrizgavanju goriva

9

PROSTOR IZGARANJAPostupak direktnog ubrizgavanja

1 Rasprska s vie rupica 2 - kalota u klipu 3 arnica za hladni start

Za razliku od indirektnog ubrizgavanja, ovi motori zahtijevaju predgrijavanje pomou elektr. arnice prije starta samo pomou elektr. arnice prije starta samo pri niskim vanjskim temperaturama.

10

Direktno ubrizgavanje goriva

Moderni dizel motori koriste direktno ubrizgavanje rasprivanjem kapljica goriva.

*

Osnovni razlozi stvaranja gorive smjese rasprivanjem goriva su:a) uveanje njegove kontaktne povrine kapljica goriva radi ubrzanja razmjene toplineb) namjerna ili organizirana nehomogena raspodjela goriva po komori izgaranja radi

kontroliranog zapaljenja i izgaranja tako nastale smjese (slojevito punjenje ili slini naini pripreme smjese).

11

Usisni kanali za zrak

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

strujanja zraka

12

Usisni kanali (kanal punjenja direktnim zrakom je iskljuen)

13

Direktno ubrizgavanje goriva

Poetkom 90-tih godina se smatralo je proces izgaranja uspjeniji ako se rasprivanje odvija pod veim pritiskom i u to u to kraem vremenu.Prva tvrdnja i danas stoji.Meutim, ako se to uini u vrlo kratkom vremenu tada se gorivo odjednom raspri u malom prostoru te plamen nastaje samo u tom dijelu ne ispunjavajui optimalu cijelu komoru izgaranja.Osim toga tada tlak raste naglo (udarno) to jako optereuje klipni mehanizam i stvara buku.Prvi dizelski serijski auto s direktnim ubrizgavanjem Fiat Croma (1986.) se zato u radu mogao uti na daleko.radu mogao uti na daleko.Austrijski Steyr je 1991. razvio M1-seriju motora s tzv. zoom ubrizgavanjem.Mlaz se ne nastoji odmah raspriti, nego se u dugakoj putanji raspruje u daljnjem dijelu komore.To je pretea dananjeg uzastopnog ubrizgavanja (Multi-jet, JTDM i sl.)

14

Marketinke oznake dizel motora s direktnim ubrizgavanjem goriva

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

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

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

15

Sustav za ubrizgavanje goriva dizel motora

Sastoji se od dva kljuna dijela: Pumpa visokog pritiska (PVP) Brizgaljka (brizga, sapnica, rasprska, dizna)

Postoji vie naina izvedbe pumpe visokog pritiska: Svaki cilindar ima svoju PVP s vodom visokog tlaka do brizgaa Jedna zajednika PVP s vie klipova koji stvaraju pritisak za svaki cilindar

posebno Jedna zajednika PVP s jednim klipom i razdjelnikom pritiska (Verteiler

*

Jedna zajednika PVP s jednim klipom i razdjelnikom pritiska (Verteilerpumpe) za pojedine cilindre

PVP s zajednikim vodom (Common Rail) visokog tlaka do brizgaa u cilindrima

U nekim rjeenjima su funkcije PVP i brizgaa spojene u istoj jedinici: pumpa brizga (Pumpe-dse) za svaki cilindar posebno

16

Redna PVP s vie klipova koji stvaraju pritisak za svaki cilindar posebnos elektronskom regulacijom broja okretaja

1 Rezervoar goriva2 Filter goriva3 Pumpa visokog pritiska4 Izlaz goriva pod visokim tlakom5 Napojna pumpa6 Signal temp. motora7 Regulator broja okretaja8 Povratni vod vika goriva9 Brizgaljka

21 Senzor brzine vozila22 Ukljunik spojke, konice,

motorske konice24 Ureaj za dijagnozu25 Kontakt brava

10 arnica za hladni start11 Senzor temp. motora12 Senzor broja okretaja13 Kuite motora14 Vremenska kontr. arenja15 Elektron. upravlj. jedinica16 Senzor temp. usisnog zraka17 Senzor tlaka zraka18 Turbopunja19 Pedala gasa20 Senzor vanjske temp.

17

REDNA VISOKOTLANA PUMPA GORIVA P

4. Cilindar VTP8. Klip VTP13. Podiza14. Bregasto vratilo15. Ozubljena letva

18

STANDARDNI RASPRSKA (KOMPLET) ZA DIZEL MOTOR S IZRAVNIM UBRIZGAVANJEM GORIVA

3. Tijelo rasprskaa4. Pritezna matica5. Meukomad6. Rasprska7. Igla rasprskaa8. Konus igle9. Rupica10. Visokotlana cijev12. tapni preista goriva13. Povrat goriva

19

Unit rasprska (pumpa-brizga, Pumpe-dse)

1 Bregasto vratilo2 Klip4 Komora visokog pritiska5 i 9 Magnetni ventil za regulaciju ubrizgavanja11 Igla rasprskaa

20

Dizel motor za osobna vozila s Unit rasprskaem (pumpa-brizga)

1 Pogon ventila 2 Rasprska 3 Klip s osovinicom i klipnjaom 4 Hladnjak prednabijenog zraka 5 Pumpa hlaenja 6 Cilindar

21

COMMON RAIL SUSTAV UBRIZGAVANJA GORIVA

22

COMMON RAIL SISTEM UBRIZGAVANJA NA ETVEROCILINDRINOM MOTORU

1.Dava masenog protoka zraka2. Upravljaka jedinica3. Visokotlana pumpa goriva4. Visokotlani vod (Common Rail)5. Rasprska

6. Dava frekvencije vrtnje7. Dava temperature motora8. Preista goriva9. Pedala gasa 23