Témata
Reklama

Přímé vstřikování moderních zážehových motorů.

Cílem programu 3-S je učinit jízdu automobilem bezpečnou, čistou a úspornou. Tento program společnosti Bosch byl a je garancí pokračujících inovací v oblasti automobilové techniky. Ve spolupráci s výrobci automobilů je tak program 3-S uplatňován i v druhé generaci přímého vstřikování benzinu. Budoucí zážehové motory musí být nejen úsporné a čisté, ale musí být i silné.

Prvním agregátem, který sleduje strategii 3-S, je celosvětově první přeplňovaný zážehový motor s přímým vstřikováním automobilky Audi. Zážehový motor Turbo DI o objemu 2,0 l řízený jednotkou Bosch DI-Motronic vykazuje průběh točivého momentu typický pro vznětový motor, nabízí přitom radost z jízdy a zároveň přináší snížení spotřeby.
Reklama
Reklama
Reklama

Zvýšení točivého momentu a výkonu

V dnešní době je nutné si přiznat, že automobil za dobu svého historického vývoje získal kromě jiného i punc velmi emocionálního produktu, u něhož hraje důležitou úlohu potěšení z jízdy. Velmi úsporným vznětovým motorům se rozhodujícím způsobem podařilo prorazit na trhu teprve díky kombinaci přímého vstřikování a přeplňování (a s tím spojeného silného zvýšení točivého momentu) a zároveň pociťované radosti z jízdy.Často se hovoří o tom, že kombinace přímého vstřikování a přeplňování ovlivní rozhodujícím způsobem trh i u zážehových motorů. Stejně jako se to stalo u motorů vznětových, protože je tak možné řešit konflikt mezi dynamikou jízdy a spotřebou paliva. Tyto zážehové motory nadchnou svým vysokým točivým momentem při nízkých otáčkách spojeným s jistou lehkostí chodu.Vyšší točivý moment moderních zážehových motorů s přímým vstřikováním DI vyplývá ze součinnosti mezi přímým vstřikováním, přeplňováním a variabilním seřízením ventilů. Tato kombinace vývojářům umožňuje vysokou flexibilitu při seřizování motoru. Výsledkem je jednoznačně lepší plnění válců při sníženém "klepání" motoru.V budoucnu bude u přeplňovaných zážehových motorů DI možné dosáhnout specifické hodnoty točivého momentu 175 až 200 Nm na litr obsahu válce při specifickém výkonu 100 kW na litr obsahu válce. Přitom se nové zážehové motory DI vyznačují právě vysokým točivým momentem již při nízkých otáčkách, tzv. charakteristikou low-end-torque. Ve srovnání s přeplňovanými motory se vstřikováním v sacím potrubí dochází v oblasti nízkých otáček ke zvýšení točivého momentu až o 50 %.

Zážehové motory DI - minimální spotřeba

Již zmíněný motor Turbo-DI o objemu 2,0 l v Audi A4 ukazuje, že lze dosáhnout pocitové radosti z jízdy prostřednictvím přímého vstřikování při velmi dobrých hodnotách spotřeby paliva. Oproti motoru o objemu 1,6 l se vstřikováním v sacím potrubí je výkon dvojnásobný, bez nevýhody vyšší spotřeby i vyšší produkce oxidu uhličitého. Pokud se však srovnává se stejně výkonnými motory se vstřikováním v sacím potrubí, je jeho spotřeba podstatně nižší.Přímé vstřikování představuje pro zážehový motor nejúčinnější řešení ke snížení spotřeby paliva. Jak bylo vyzkoušeno u zmiňovaného motoru Turbo DI, lze kombinací konstrukčních požadavků na tzv. downsizing a přímého vstřikování s homogenním spalováním směsi - tedy při hodnotě lambda 1 - dosáhnout snížení spotřeby asi o 15 %. O toto zlepšení se usiluje také využití principů "downsizing" pomocí procesu spalování s řízeným paprskem.Stejně jako u přímého vstřikování benzinu první generace se spalováním s vedením paprsku paliva podél stěny je pro provoz s chudou směsí zapotřebí zásobníkový katalyzátor zachycující oxidy dusíku.Další možnosti snížení spotřeby paliva vyplývají z kombinace procesu spalování DI s řízeným paprskem spolu s přeplňováním a také z inovativních systémů Start/Stop. Přímým systémem startování je díky optimální kombinaci elektrického spouštěče a přímého vstřikování zaručeno pohodlné a tiché spuštění motoru.

Minimalizace emisí výfukových plynů

Zážehové motory s přímým vstřikováním benzinu splňují již dnes přísné emisní zákony USA podle legislativy SULEV (Super Ultra Low Emission Vehicle). Tento koncept lze rovněž ekonomicky použít pro mezní hodnoty v Evropě diskutované budoucí normy EU5. Firma Bosch vyvinula k přímému vstřikování novou, velmi efektivní strategii spouštění a zahřívání katalyzátoru. Tím se daří velmi nákladný systém konečné úpravy výfukových plynů k dodržení mezních hodnot SULEV zjednodušit. Náklady na celkový systém pohonné jednotky, její řízení a výfukový systém u zážehového motoru DI klesnou na úroveň systému s jednoduchým vstřikováním v sacím potrubí. Díky tomu je i v Severní Americe očekáván přechod k systému přímého vstřikování benzinu.

DI Motronic 2. generace

Tento systém se vyznačuje novými vysokotlakými vstřikovacími ventily s víceotvorovými vstřikovacími tryskami, vylepšeným jednoválcovým vysokotlakým čerpadlem a také optimalizovaným řízením motoru. Vstřikovače jsou dimenzovány na vyšší tlaky paliva až do 20 MPa, namísto dosavadních 12 MPa. U vstřikovačů řízených magnetickým pohonem jsou použity víceotvorové ventily s rozdílnými konfiguracemi. Ty představují pro všechny procesy spalování z hlediska nákladů efektivní a flexibilní systém, kdy se tvar vstřiku co možná nejlépe přizpůsobí příslušné geometrii spalovacího prostoru. Důraz je při konstrukci kladen na zamezení vzniku usazenin i na centrální, a tím i horké vnitřní stěně.Speciálně pro proces spalování s řízeným paprskem vyvíjí firma Bosch i piezovstřikovače, které jsou rovněž dimenzovány na tlak paliva 20 MPa. Tyto vstřikovače se vyznačují maximálně krátkými spínacími dobami, a umožňují tak vysoce flexibilní strategie vstřikování k optimálnímu využití potenciálů spotřeby a emisí.

Vývoj trhu se systémem DI Motronic

Výrobce automobilů stále více překvapuje velký potenciál systému DI Motronic v přeplňovaných zážehových motorech DI. Přesvědčivě to dokazují nová sériově vyráběná vozidla s přeplňovanými zážehovými motory DI, stejně jako motor o objemu 1,6 l, vyvinutý ve spolupráci BMW a PSA, který je mimo jiné montován do Mini Cooperu S. Bosch u přímého vstřikování benzinu do budoucna počítá s podobným úspěchem, jako mělo přímé vstřikování nafty. To potvrzuje srovnání prognózy budoucího vývoje na trhu zážehových motorů DI se zaostávajícím vývojem vznětových motorů DI. Podle ní bude již v roce 2008 každý pátý prodaný zážehový motor v Evropě vybaven přímým vstřikováním. Z nich bude mít přibližně jedna polovina turbodmychadlo.
Dr. Rolf Leonhard
Schémata a grafy naleznete v tištěné podobě časopisu.
Reklama
Vydání #10
Kód článku: 51015
Datum: 12. 10. 2005
Rubrika: Odborná příloha / Automobilový průmysl
Autor:
Firmy
Související články
Vozový park pod kontrolou díky moderním technologiím

Mít na starost firemní flotilu není snadné, ale když se nebudete vyhýbat moderním technologiím, ušetříte spoustu peněz, času i stresu.

CIMT a Čína v roce 2025

Předpokládám, že výstava CIMT je čtenářům MM Průmyslového spektra důvěrně známa. Vždyť o ní bylo napsáno v tištěné i elektronické podobě mnohé a mnohokrát. Avšak nikdy se nejednalo o kontext největší výstavy věnované obráběcím strojům na světě. Takový totiž byl letošní ročník. Tento text doplňuje a zároveň zakončuje sérii reportážních vstupů přímo z místa výstavy, které byly publikovány na redakčním webu.

Revoluce udržitelnosti: Uzavřené smyčky v kovoprůmyslu

Navzdory sebevětšímu úsilí o maximální efektivitu zůstává produkce odpadu v průmyslu kovovýroby nedílným doprovodným faktorem. Recyklace třísek, emulzí a olejů je proto, zvláště pro malé a střední podniky, moudrým krokem do budoucna - šetří peníze i planetu, zefektivňuje ekonomickou stránku provozu a přispívá k dobrému jménu v očích potenciálních zákazníků.

Související články
Firmy přehodnocují koncentraci na americký trh

Podle Milana Kulhánka, partnera v oddělení poradenských služeb Deloitte Česká republika a lídra pro oblast automobilového průmyslu a dodavatelských řetězců, je receptem na úspěch tuzemského průmyslu kombinace digitalizace, automatizace, diverzifikace trhů a hledání výroby s vyšší přidanou hodnotou. V tom všem hraje zásadní roli jak úroveň vzdělávání, tak samozřejmě i koncepce strategie České republiky, která by měla jasně definovat, kam vlastně směřujeme a jak toho chceme dosáhnout. A s tím vším velmi úzce souvisí otázka energií a jejich cena. A pokud to vše sečteme a podtrhneme, dostáváme výsledek v podobě cenové nekonkurenceschopnosti a nejistoty českých výrobců na zahraničních trzích, aktuálně na trhu americkém.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
MM Glosa: Euroatlantická civilizační nadřazenost?!

Zakázali jsme si spalovací motory a teď zíráme na to, jak nám evropský trh zaplavují čínská auta, navíc včetně budování infrastruktury výměnných bateriových stanic. Čemu se divíme? Snad jsme si nemysleli, že Číňané zůstanou po další století ve středověkých podmínkách zabořeni po pás ve vodě při sázení rýže? I naší zásluhou se naučili vyrábět prémiová auta stejně jako veškerou high-tech produkci, kterou tam dříve vyspělé ekonomiky dovážely, či v lepším případě vyráběly.

Inovace bez implementace je halucinace

S transformačním manažerem Liborem Witasskem jsme se při rozhovoru setkali v jeho opavské výrobní firmě Strojcar, kterou mj. používá jako laboratoř svých inovačních počinů, jež následně v roli manažerského konzultanta a interim manažera navrhuje globálním firmám na cestě jejich transformace. Hovořili jsme o naší strukturálně nemocné ekonomice s převahou výroby s nízkou přidanou hodnotou, o příležitostech, které nám přináší Green Deal, o stavu německé ekonomiky, a samozřejmě o budoucnosti českého průmyslu.

Snění o možné budoucnosti Tatry

Podnikatelská vize může znamenat i popuštění uzdy fantazie, ale měla by být vždy spojená s pocitem smysluplnosti a užitečnosti. Představy a fantazii však může mít každý, nemusí k tomu být zrovna majitelem podniku. Často si představuji, jak bych řešil nějaké technické problémy, někdy fantazíruji i o tom, jak bych uspořádal určitou organizaci, aby dobře a efektivně plnila svůj účel. Protože jsem strávil hodně času krizovou záchranou Tatry a protože se snažím skloubit manažerské znalosti a zkušenosti s technickými dovednostmi, tak jsem si během covidové karantény v roce 2020 vysnil, jak by továrna Tatra mohla vypadat třeba v roce 2030. Jsou to mé představy, byť vycházejí i z řady diskuzí s různými kolegy nebo dalšími lidmi.

Stavme na pozitivním a fungujícím

Česko patřilo ke konci roku 2023 k zemím, jejichž ekonomika stále nedosáhla předcovidové úrovně. Hospodářský růst bude podle většiny ekonomů i v tomto roce velmi pomalý. Situaci komplikují nepříliš optimistické faktory, jako je nestabilita veřejných financí, výroba postavená na subdodávkách, nedostatečná infrastruktura a další. Když k tomu připočteme vnější geopolitické okolnosti, není situace příliš příznivá. A o tom, jak toto vše ovlivňuje automobilový průmysl a jak se zbavit stigmatu subdodavatelské země, jsme hovořili s Petrem Knapem, odborníkem společnosti EY pro automobilový průmysl.

Je nutné stanovit diagnózu a následně zvolit léčbu

Bohdan Wojnar vždy razil zásadu, že je třeba si všechno řádně odpracovat a každý den zkusit udělat něco navíc. Nikdy se nebránil novým věcem, trpělivě se je učil a s potřebnou dávkou štěstí se pak dostával k zajímavým pracovním příležitostem. Během čtyřiceti profesních let ušel cestu od chemického inženýra, přes dlouhou kariérou ve Volkswagenu Slovakia ve financích a controllingu až po člena představenstva za oblast HR ve Škoda Auto. Toto je dle jeho slov výhodou velkého koncernu, kdy nemusíte zůstat na jednom místě, u jednoho oboru a v jedné zemi. Tyto zkušenosti mu poskytly velký profesní přehled, ze kterého vycházejí témata aktuálního otevíracího rozhovoru MM Průmyslového spektra.

Krize jako cesta k žádoucí změně

Hlavním životním mottem Ing. Vlastislava Břízy, majitele a generálního ředitele společnosti Koh-i-noor, je tvrzení, že kdo je připraven, není zaskočen. Společný rozhovor probíhal v intencích této jeho celoživotní strategie.

MM Podcast: Glosa - Sedmnáctá země spolková na kolečkách

Problémy koncernové automobilky jsou vážnější, než si většina lidí umí představit. Kombinace emisního skandálu DieselGate, změny trhu a návyků spotřebitelů, inflace a neschopnosti na to všechno pružně reagovat je pro VW smrticí koktejl. Může jí dokonce hrozit osud finské Nokie či amerického Kodaku, které před lety nedokázaly zachytit nastupující disruptivní změny a se svým ikonickým byznysem skončily. Jak zásadní problém by podobný osud znamenal pro Německo, potažmo celou subdodavatelskou Evropu, se můžeme jen domýšlet.

Důraz na udržitelnost, digitalizaci a 3D tisk

Japonsko je zemí, kde se rodí nejmodernější technologie a kde se dbá na udržitelný způsob života. Je kolébkou průmyslu a domovem největších průmyslových firem. Každé dva roky mají návštěvníci z celého světa možnost nahlédnout prostřednictvím veletrhu Jimtof (Japan International Machine Tool Fair) pod pokličku nejnovějších inovací v oboru obráběcích strojů a jejich příslušenství. Díky pozvání Japonské asociace výrobců obráběcích strojů JMTBA jsme měli možnost zúčastnit se tohoto veletrhu osobně. V následující reportáži se vám pokusíme zprostředkovat alespoň pár nejzajímavějších témat, která zde zazněla.

Žijeme na dluh dalších generací

Petr Novák aktuálně zastává pozici Director of Automotive Operations ve společnosti JTEKT European Operations. Je zodpovědný za devět výrobních závodů ve Francii, Belgii, ČR, Anglii a Maroku. Obrat této divize čítající 4 000 zaměstnanců představuje 1, 2 miliardy eur.

MM Podcast: Glosa - Made in Germany: Richtig oder falsch?

Proč stále není slyšet o problémech průmyslových firem, do kterých se kvůli souběhu všech krizí dostaly? Obecně, ať se jedná o jedince, či instituci, vždy máme obavy přiznat určité potíže. V momentu, kdy majitel firmy či management pustí do éteru první negativní zprávu, přestane být podnik důvěryhodný pro zákazníky, banky a zaměstnance, jak současné, tak i potenciální. Proto to všichni zatím drží pod pokličkou a vyčkávají do doby, kdy situace již bude neudržitelná či na stav upozorní okolí.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit