Vznětový motor

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Stacionární diesel MAN z roku 1906, výkon 12 HP

Vznětový motor, běžně také nazývaný dieselový motor, naftový motor, Dieselův motor či zkráceně jen diesel, je druh spalovacího motoru. Jedná se o motor, kde se chemická energie vázaná v palivu mění na mechanickou energii ve formě otáčivého pohybu hnacího hřídele stroje.

Byl vynalezen Rudolfem Dieselem [1] a zdokonalen Charlesem Ketteringem.

Vznětový motor pracuje obvykle jako čtyřdobý spalovací motor nebo jako dvoudobý spalovací motor (například lodní motory). Na rozdíl od zážehových motorů je do něj palivo dopravováno odděleně od vzduchu. Palivo je do spalovacího prostoru motoru dopravováno speciálním vysokotlakým čerpadlem a vysokotlakým potrubím.

Funkce[editovat | editovat zdroj]

Diesel v řezu

Do spalovacího prostoru se nejprve nasává vzduch (sání) při tlaku 0,08–0,085 MPa. Po uzavření sacího ventilu se nasátý vzduch stlačuje (komprimuje), píst se pohybuje směrem k horní úvrati, jeho teplota roste na 550–800 °C a tlak stoupá na cca 3 až 4 MPa (při kompresním poměru okolo 1÷14 až 20). Před horní úvratí je tryskou do válce vstříknuta čerpadlem pod tlakem (10–25 MPa, při použití Common rail, nebo PD (Pumpe Duse) 100–200 MPa) přesně odměřená dávka paliva (obvykle nafta či stlačený zemní plyn), která je jemně rozprášena. Palivo začne hořet samovznícením ve vzduchu ohřátém kompresí. Ve fázi expanze je pak vzniklý tlak převeden na mechanickou práci, (adiabatický děj). V poslední fázi (výfuk) se otevírá výfukový ventil a spaliny jsou vytlačeny do výfuku, (izobarický děj) [2].

Palivo se může vstřikovat do válce (přímý vstřik), ale z důvodu tvrdého chodu se u menších motorů často vstřikuje do předkomůrky (komůrkové motory) [3]. Tím se utlumí rázy a někdy zlepší spalování, ale ztráty prouděním plynů a zvětšením spalovacího prostoru snižují termodynamickou účinnost motoru.

Vznětový motor

Zvyšování výkonu[editovat | editovat zdroj]

Přeplňování[editovat | editovat zdroj]

Vznětové motory jsou často vybavovány kompresorem, nejčastěji — takřka výhradně turbodmychadlem. Takto vybavené motory se označují jako přeplňované. Přeplňování umožňuje lépe využít spalovací prostor. Více vzduchu umožní spálit více paliva a při stejném objemu zvýšit výkon motoru o 30 a více procent. Záleží na velikosti plnicího tlaku — výkon ve srovnání s motorem nepřeplňovaným může být i více než dvojnásobný. Tepelná účinnost motoru se obvykle také zvyšuje. Zároveň lze účinněji chladit spalovací prostor větším překryvem otevření ventilů během přechodu z výfuku do sání (horké spaliny jsou "vyfouknuty" plnicím vzduchem). U motorů přeplňovaných turbodmychadlem se využívá energie plynů, které by jinak již jen bez užitku volně unikly výfukem [4].

Turbodmychadlo je poháněno odtokem spalin z motoru, proto přináší efekt jen ve vyšších otáčkách, kdy je rychlost spalin dostatečně vysoká.

Mechanický kompresor, poháněný přímo motorem, má podobný efekt, a to již v nízkých otáčkách, protože je poháněn mechanicky - převodem od klikového hřídele. Je to ale na úkor výkonu. Setkáme se s ním především u starších konstrukcí dvoudobých motorů, kde byl pro rozběh motoru nezbytný.

Systém vstřiku paliva[editovat | editovat zdroj]

Pro zvýšení výkonu motoru, lepší průběh kroutícího momentu a nižší emise se používají elektronicky řízené systémy vstřiku paliva: Čerpadlo - tryska či Common rail. Je u nich dosahováno přesnější dávky paliva, je možné vstříknout více menších dávek během jedné doby než u klasického vstřikování paliva. Při použití piezokrystalem řízených trysek dojde k pěti a více vstřikům paliva.

  • 1. - Pre Injection - slouží k předehřátí prostoru válce
  • 2. - 4. - Main Injection - hlavní vstřik paliva do válce
  • 5. - Post Injection - slouží k vyčištění filtru pevných částic (probíhá jednou za dlouhou dobu, ne v každém cyklu, řízen podle potřeby řídící jednotkou motoru)

Použití[editovat | editovat zdroj]

Dieselové motory jsou významným zdrojem prachových částic

Vznětové motory pohánějí dopravní stroje (plavidla, lokomotivy, automobily, zemědělské stroje). V posledních letech roste jejich význam u osobních automobilů. Svého času sloužily i v letecké dopravě. Stacionární vznětové motory se využívají pro pohon strojů, které nemají pevný přívod elektrického proudu, případně jako pohon elektrických generátorů (diesel agregáty). Velký význam mají u speciálních stavebních a zemědělských strojů a u vojenských mobilních mechanismů.

Velké (lodní či lokomotivní) motory bývají konstruovány jako víceválcové s uspořádáním do „V“ a bývají pomaluběžné. Platí zde přibližně úměra: čím větší vznětový motor, tím nižší jmenovité otáčky. Otáčky se u velkých motorů pohybují řádově ve stovkách otáček za minutu.

Dvoudobý vznětový motor[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Dvoudobý spalovací motor vznětový.

Znečišťování ovzduší[editovat | editovat zdroj]

Staré dieselové motory nebyly vybaveny katalyzátorem a jejich výfukové plyny obsahují mj. množství malých prachových částic (sazí) vznikajících nedokonalým spalováním nafty. Proto jsou významným zdrojem znečištění ovzduší.[5] Katalyzátorem mohou být vybaveny vozy splňující emisní normu Euro IV a vyšší (technologie SCR), nebo jsou vybaveny filtrem pevných částic DPF (technologie EGR).

Související články[editovat | editovat zdroj]

Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Diesel engines ve Wikimedia Commons

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Vznětový motor, idea Rudolfa Diesela. auto.cz [online].  [cit. 2013-02-26]. Dostupné online.  
  2. Popis funkčnosti [online]. . Dostupné online.  
  3. Rozdíly mezi přímým a nepřímým vstřikováním paliva [online]. . Dostupné online.  
  4. Turbodmychadla. auto.cz [online].  [cit. 2004-07-26]. Dostupné online.  
  5. Miroslav Šuta: Nízkoemisní zóny – diskriminace smraďochů pro čistější ovzduší měst, respekt.cz, 27. ledna 2009