 |
|
| AUTOR: |
 |
PreludeZ
Založen: 21.3.2007
Články: 16777215
Komentáře: 13
|
|
Hodnocení: 4.75/5.00 [4]
|
 |
|
 |
Článek |
Strana 1 z 1 |
|
| |
Příprava spalovací směsi, hoření a použité palivo
H-Fans
1.4.2003
V tuto chvíli by měli nejspíš zbystřit všichni "tuneři" a jedinci, které zajímá, co že to vlastně v tom motoru spalují a jaké by měly být ty nejpříznivější podmínky.
Zdánlivě jednoduchá záležitost, jakou se jeví spalování směsi v motorech, je ve skutečnosti dosti složitý proces s předem danými pravidly a mezemi, které jsou založeny především na chemii. Pojďme na to tedy od základů. Mezi základní problémy, které řeší každý konstruktér a které by měl řešit i každý tuner patří:
* správný poměr palivo/vzduch
* dokonalé promísení směsi
* správný čas zapálení směsi (předstih)
* použití správného paliva za daných podmínek
K dokonalému spálení paliva dojde za předpokladu, že všechen uhlík přítomný v palivu zoxiduje na oxid uhličitý (CO2) a všechen vodík na vodu (jen pro doplnění připomenu, že benzín je uhlovodíkové palivo).
C + O2 = CO2
Z rovnice je patrné, že k hoření (oxidaci) je zapotřebí O2, čili kyslík. Minimální množství kyslíku M0, které je nutné přivést do spalovacího prostoru pro úplnou oxidaci paliva, nazýváme teoreticky nutné množství kyslíku.
Poznámka: Nyní by měla nastoupit asi stránka chemických vzorců a odvození, ale vzhledem k požadované větší znalosti chemie ji záměrně vynechám.
Kyslík potřebný pro hoření je dopravován do spalovacího motoru ze vzduchu, který obsahuje přibližně 23 hmotnostních procent kyslíku. K dokonalému spálení 1 kg benzínu bychom teoreticky potřebovali 14,7 kg vzduchu.
Při provozu motoru může být skutečné množství vzduchu větší, rovno nebo menší než teoretické. Skutečný poměr závisí na způsobu tvorby směsi, podmínek zapálení a na režimu motoru. Poměr mezi skutečně přivedeným množstvím vzduchu a množstvím teoreticky potřebným se nazývá součinitel přebytku vzduchu lambda:
lambda = skutečné množství vzduchu / teoretické množství vzduchu
Rozlišujeme tři typy spalovacích směsí: Stechiometrickou (lambda = 1), bohatou (lambda < 1) a chudou (lambda > 1). Směs nehoří za každého poměru, neboť příliš bohatá či chudá směs není zápalná. Meze zápalnosti se rozšiřují s rostoucí teplotou, tlakem a turbulencí směsi.
Hodnoty součinitele přebytku vzduchu lambda se mění podle použitého způsobu tvorby směsi (karburátor, přímý vstřik do válce, nepřímý vstřik do válce), podle kompresního poměru a podle použitého paliva. U zážehových benzínových motorů s nepřímým vstřikem paliva (Honda) se při částečném zatížení motoru používá lambda = 0,95 - 0,97. Při maximální zátěži se reguluje na směs bohatou lambda = 0,85-0,9, kdy směs dává nejvyšší výkon.
Nyní by bylo dobré se trochu zaměřit na námi nejčastěji používané palivo, tj. benzín a povědět si něco o jeho základních vlastnostech a principech značení. V současné době jsou u nás v prodeji čtyři druhy automobilových benzínů s vlastnostmi, které definuje ČSN. U čerpacích stanic jsou prodávány pod následujícím značením:
* BA-91 SPECIAL: zbarven sytě oranžově, olovnatý, pro motory s kompresním poměrem do 8.5, určen pouze do automobilů bez katalyzátorů a automobilů s nepřizpůsobeným ventilovým rozvodem na bezolovnaté palivo (např. Š120)
* BA-91 NATURAL: bez olova, motory s kompresním poměrem do 8.5 a katalyzátorem
* BA-95 NATURAL: bez olova, motory s vyšším kompresním poměrem a katalyzátorem
* BA-98 N SUPER PLUS: bez olova, motory s vyšším kompresním poměrem a katalyzátorem, navíc má vyšší odolnost proti detonačnímu hoření
Číslo u značení benzínu je tzv. oktanové číslo (OČ), které vyjadřuje odolnost proti detonačnímu spalování.
Detonační spalování - samovznícení části směsi s velmi rychlým hořením před příchodem fronty plamene od zapalovací svíčky. Vzniká přitom tlaková vlna, která se šíří spalovacím prostorem rychlostí zvuku a vyvolává při nárazu na stěny a píst rázy. Navenek se detonační spalování projevuje hlukem, tzv. klepáním motoru. Jev to notoricky známý z dob karburátorových motorů, kdy při neopatrném zacházení s plynovým pedálem v nízkých otáčkách docházelo k "cvrlikání" motoru, jež se odstranilo až pozvolným ubíráním plynu. Dlouhodobější provoz za těchto podmínek (klepání) vede k postupné havárii motoru. Detonační spalování se dá ovlivnit tvarem a uspořádáním spalovacího prostoru, velikostí kompresního poměru, předstihem, ztrátami v sání, teplotou a vlhkostí nasávaného vzduchu a především použitím paliva s vyšším OČ. Předstih je jediný aktivní prvek, kterým disponuje ECU při zjištění detonačního spalování (ECU reaguje snížením hodnoty předstihu).
Oktanové číslo - zjišťuje se měřením na zkušebním motoru s proměnným kompresním poměrem, kde se postupným zvyšováním kompresního poměru určí počátek klepání. Výsledky se porovnávají s již stanovenými vzorky. Tento popis měření OČ je velice laický, řádný uvedu pro úplnost až na konci textu. Benzín získaný frakční destilací má OČ přibližně 87 a zvyšování je zajištěno přidáváním dalších látek, tzv. antidetonátorů.
Toliko teorie a nyní se pojďme trochu podívat, jak to vypadá v praxi. Je samozřejmé, že některé fyzikální a chemické zákony se prostě obejít nedají. Když se podíváte do literatury staršího data, tak vám budou tvrdit, že lambda musí být v rozmezí cca 0,5-1,3 a pokud se zajímáte o systémy používané Hondou, tak vás to v tuto chvíli trkne, protože Honda je na některých svých systémech ECO-VTEC schopna využívat místo poměru 14,7:1 až 21:1, tzn. lambda = 1,43. Jak je to možné? Většinou se využívá vrstvení směsi v kombinaci s řízením jejího pohybu ve válci. V současné době se již objevují motory s lambda › 2,7. Možná vám teď trochu hloubá v hlavě, jak by se tak dal asi řídit pohyb směsi ve válci? Odpověď je jednoduchá, např. u Hondy se používá u systému VTEC rozdílného otevření ventilů (v nízkých otáčkách). V důsledku nerovnoměrných tlakových podmínek ve válci při sacím cyklu, dochází k víření nasávané směsi (vznik turbulence).
Poznámka: Cílem konstrukce není jen dokonalé promíchání směsi, ale také přivedení potřebného množství směsi k zapalovací svíčce v okamžiku zapálení. Zejména u motorů spalujících extrémně chudou směs je toto hlavní cíl při tvarování spalovacího prostoru a dna pístu. Jistě znáte charakteristické prohloubeniny u pístů motorů s přímým vstřikem paliva, které spalují chudou směs - Mitshubishi, Toyota.
U elektronických řídících systémů není úprava poměru paliva ze strany uživatele takřka vůbec možná. Počítač si hlídá množství nasátého vzduchu (viz článek o ECU) a podle toho přiděluje motoru benzín. Do všeho ještě zasahuje lambda sonda, která doupravuje skutečné hodnoty množství vstříknutého paliva podle množství O2 ve výfukové soustavě, takže opravdu není jakýkoliv zásah do takového systému jednoduchý. Drobným vítězstvím (pro tunery) je, že lambda sonda funguje jen do určitých otáček (závisí to na provozním režimu motoru a dá se říct, že lambda regulace se děje v rozmezí 0-9 až 1,1 lambda mimo tyto hodnoty je korekce ECU minimální. Hodnoty vstřikování a předstihů proto musí být v provozních režimech většího zatížení s bohatší směsí velmi pečlivě odladěny přímo výrobcem), dál se již používá jen přibližná hodnota a tudíž zde nastupuje použití regulátoru tlaku paliva. Tato principiálně jednoduchá věcička (za nepochopitelně vysokou cenu) zvedne tlak paliva na vstřikovací liště, což má za následek vstříknutí většího množství paliva za stejnou časovou jednotku. ECU totiž tlak paliva nepozná a počítá s tlakem nastaveným ve výrobě. Nicméně neočekávejte nějaký radikální nárůst výkonu, víc než výkon bude s rostoucím tlakem růst spotřeba. Osobně bych doporučil regulátor použít vždy v kombinaci s bavlněným filtrem sání (kónus nebo vložka do sání).
Samozřejmě existuje pár jednoduchých metod kterak ošálit jednotku a vylepšit si tím tak maximální výkon, stejně tak i postupů jak zlepšit výplach válců či dopravit do válce více vzduchu (poslední dvě nepatří k jednoduchým úpravám), ale to si nechejme až na další článek. Snad se vše podaří a já vám budu moci doložit všechny možné úpravy výpisy z válcové brzdy.
Měření oktanového čísla
OČ je procentuelní objemový podíl isooktanu (OČ 100) a n-heptanu (OČ 0) ve směsi, která má stejnou odolnost proti vzniku detonací, jako zkoušené palivo. OČ se zjišťuje měřením na zkušebním jednoválcovém motoru s proměnným kompresním poměrem. Pro definovaný režim práce zkušebního motoru (VM - výzkumná metoda, MM - motorová metoda) se určí při postupném zvyšování kompresního poměru počátek klepání hodnoceného benzínu. Kompresní poměr se ponechá a změnou objemového poměru isooktanu a n-heptanu v porovnávacím palivu se vyhledá směs, která má z hlediska klepání stejné vlastnosti. Údaje uváděné v obchodních názvech benzínů odpovídají výzkumné metodě.
Alien
Autor čerpal z následujících podkladů:
* Ing. Jan Ledecký, Ph.D - Motory a pohony
* Stanislav Ryba - Karburátory osobních automobilů |
|
Autor |
Komentáře |
|
kedr
Články: 0
Komentáře: 1
|
|
| Zaslal: 2.2.2011 , 16:57 Předmět: |
|
Výstižné a dostačující, v pokračování bych rozvedl možnost volby OČ a jeho vliv na chod motoru.  |
|
mot
Články: 1
Komentáře: 27
|
|
| Zaslal: 2.2.2011 , 21:40 Předmět: |
|
asi si to budu muset precist jeste jednou abych to trochu zachapal  |
|
Newer
![Zlobivec [1]](images/icons/1banan.gif "Zlobivec [1]")
Články: 0
Komentáře: 3
|
|
| Zaslal: 7.2.2011 , 5:32 Předmět: |
|
hmm lambda az 2,7 jo to bych necekal teda....mi nerikejte ze shori vsechen vzduch beze zbytku ... pri pomeru 21:1 (jednotek vzduchu ku benzinu)
mas o tom nekde dalsi povidani?
p.s. dobra prace:) takove clanky mam nejradsi. |
|
crxmann
Články: 16777126
Komentáře: 92
|
|
| Zaslal: 9.2.2011 , 22:49 Předmět: |
|
| Vstoupit do diskuze k článku ZDE |
|
Rating box? ? neni
| |
|
| AUTOR: |
|
PreludeZ
Založen: 21.3.2007
Články: 16777215
Komentáře: 13
|
|
Hodnocení: 4.75/5.00 [4]
|
|
|
|
|
|
 | Časy uváděny v GMT + 1 hodina |
You cannot post articles in this chapter
You cannot edit your articles in this chapter
You cannot delete your articles in this chapter
You cannot rate articles in this chapter
You cannot approve articles in this chapter
You cannot post comments in this chapter
You cannot edit your comments in this chapter
You cannot delete your comments in this chapter
You cannot rate comments in this chapter
|
|
|
