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
Skutečný pomocník

Na českém trhu je od září letošního roku k dostání nová generace vozů Opel Vivaro a to ve třech variantách: Van, Crew Van a Combi. První dvě verze jsou určeny především pro převoz nákladu a osob, Combi pak pro převoz větších skupin lidí či sportovních týmů. Všechny vozy pohání turbodieselové motory.

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.

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.

Související články
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.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
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.

Příklady táhnou: Umět řídit i motivovat

Ačkoli byla Ing. Andrea Urban - tehdy ještě Andrea Kovačiková ze Žiliny- již od střední školy orientována humanitním a ekonomickým směrem, vystudovala posléze v doktorandském programu obor Strojírenská technologie na ostravské VŠB-TUO. A také toto vzdělání ji katapultovalo do prestižních pozic ve špičkových technologických firmách, z nichž zatím poslední, od roku 2014, je Volvo stavební stroje v německém městě Hameln.

Chceme svítit

Povědomí o bývalém vojenském prostoru Stříbro v západní části naší republiky přinášejí buď vzpomínky osobního rázu, nebo přicházejí skrze narukované, kteří zde společně, převážně s romskými spoluobčany z tehdejšího východu Československa, v tankových praporech chránili naši republiku proti vpádu západních imperialistů. Doba se naštěstí změnila. Nyní je to rozvíjející se region jak díky blízkosti k Německu a hlavní dálniční tepně, tak i zásluhou generace techniků, kteří se zde kolem plzeňské Škody zrodili a po jejím rozpadu a rozmělnění se vydali na cestu soukromého podnikání ve strojírenském oboru. Do jedné z takových firem, nacházející se v Kladrubech u Stříbra, jsem se vypravil. Důvodem byla ukázka vzniku a růstu dalšího partnerství s dodavatelem technologií obrábění, společností Mazak.

Příklady táhnou:
Maximum aerodynamiky pro nejrychlejší vozy

Petra Palizu již od mládí zajímaly automobily a záhy se rozhodl, že se v dospělosti bude podílet na jejich vývoji. V průběhu prvních ročníků studia Wichterlova gymnázia v Ostravě si ujasnil, že jeho profesní dráha povede přes strojírenský obor na univerzitě. Že se za několik let bude podílet na vývoji nejrychlejších automobilů na světě, by jej nejspíš v té době ještě nenapadlo…

Stroje v pohybu:
Jak uhasit letadlo

Pozoruhodný stroj, který vám v tomto článku představíme, se pohybuje na šesti kolech a setkáte se s ním nejčastěji v prostoru letiště. Jde o speciální zásahové vozidlo hasičů. Kombinovaný hasicí automobil Rosenbauer Panther 6 x 6 je tři metry široký a téměř 12 metrů dlouhý, váží až 36 tun a ve výbavě má dlouhé teleskopické rameno. Dva tyto vozy slouží na letišti v Praze-Ruzyni.

Reformy nestačí. Je nutná transformace

Je současná ekonomická krize příležitostí k progresu národního hospodářství? Bude avizovaná 7% inflace v tomto roce velkou hrozbou? Proč by se čísla měření životní úrovně ČR neměla srovnávat s některými státy EU? Je iniciativa českých podnikatelů k druhé transformaci české ekonomiky oprávněným voláním po změnách? Na tyto a další otázky odpovídala v rozhovoru pro MM Průmyslové spektrum hlavní ekonomka Raiffeisenbank Helena Horská.

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