Vznetový spaľovací motor
Vznetový (spaľovací) motor, niekedy označovaný aj ako Dieselový motor je piestový spaľovací motor, v ktorom sa zmes paliva a vzduchu zapaľuje pôsobením vysokej teploty vzduchu stlačeného v pracovnom priestore motora. Najčastejšie ide o naftový motor (palivom je nafta). Označenie Dieselový motor je historické podľa vynálezcu.
Ku kontaktu paliva so vzduchom dochádza po jeho vstreknutí do spaľovacieho priestoru. Podľa konštrukcie spaľovacieho priestoru a miesta vstreku rozoznávame vznetové motory:
- s priamym vstrekovaním, kde vstreknutie a celé horenie prebehne v jednom, hlavnom spaľovacom priestore
- s nepriamym vstrekovaním, kde vstreknutie a počiatočná fáza horenia prebieha v osobitnom priestore - komôrke a až následne sa proces prenesie do hlavného spaľovacieho priestoru.
Obsah |
Pracovný cyklus [upraviť]
Vznetový motor najčastejšie pracuje ako štvortaktný, ale môže byť skonštruovaný aj ako dvojtaktný.
Teoretickým modelom pre výpočet parametrov obehu vznetového motora je Seiligerov cyklus. Pre vysokovýkonné motory s dlhým spaľovaním je použiteľný aj jednoduchší Dieselov cyklus
Základné parametre cyklu [upraviť]
Údaje platia pre neprepĺňaný motor.
| kompresný pomer | tlak na konci kompresie | teplota na konci kompresie | tlak na konci spaľovania | teplota na konci spaľovania | tlak na konci expanzie | teplota na konci expanzie |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 až 24 | 3,5 až 5 MPa | 850 až 1050 K | 6 až 9 MPa | 1900 až 2200 K | 0,2 až 0,4 MPa | 1000 až 1200 K |
Palivá [upraviť]
Ako palivá sa používajú drahšie ťažšie odpariteľné látky, napríklad motorová nafta.
Zápalná zmes [upraviť]
Vznetový motor spaľuje nehomogénnu zmes s vysokým prebytkom vzduchu. Súčiniteľ prebytku vzduchu je λ > 1 a takáto zmes sa nazýva aj chudobná.
Príprava zmesi [upraviť]
Zmes sa u vznetových motorov tvorí až tesne pred a počas spaľovania. Rozprášené palivo, vstreknuté do horúceho vzduchu cez trysku vstrekovača sa začína odparovať a premiešavať s náplňou valca. Lokálne zloženie zmesi sa spojito mení od steny valca, kde je čistý vzduch, k povrchu kvapky paliva. V okolí kvapôčok vznikne oblasť s vhodným zložením kde vplyvom vysokej teploty dôjde k vznieteniu a začatiu spaľovania. Proces postupného odparovania a zapájania sa ďalších častí paliva do horenia počas prebiehajúceho spaľovania pokračuje.
Vstrekovanie [upraviť]
Prípravu zmesi realizuje vstrekovacie zariadenie, ktoré musí zabezpečiť dostatočne jemné rozprášenie paliva a vhodné rozloženie lúčov paliva v spaľovacom priestore.
Vysokotlakové vstrekovanie [upraviť]
Moderné vznetové motory využívajú technológiu vysokotlakového vstrekovania označovanú aj ako common rail, HDi (High pressure Direct injection) prípadne inak. Vznetový motor s priamym vstrekovaním, zvyčajne preplňovaný je riadený elektronicky. Jedno palivové čerpadlo zásobuje spoločný tlakový zásobník (podľa neho je nazvaný) až do tlaku 2 500 barov. Táto technológia znižuje spotrebu, znečistenie, hluk zo spaľovania a vibrácie.
Regulácia výkonu [upraviť]
Výkon vznetového motora sa reguluje množstvom paliva pri približne rovnakom objeme vzduchu na jeden pracovný cyklus. Mení sa teda bohatosť - kvalita zmesi. Preto sa takýto typ regulácie nazýva kvalitatívna. Regulácia je realizovaná premenlivým množstvom paliva, ktoré dodá vstrekovacie zariadenie. Funkcia popisujúca objemový priebeh dodávky paliva v závislosti na čase sa nazýva aj zákon vstreku.
Pri vyšších dávkach paliva spaľovanie trvá dlhší čas, dohorievanie prebieha aj počas expanzného zdvihu. Z analýzy takéhoto tepelného obehu motora potom vyplynie mierny pokles účinnosti pri vyššom zaťažení.
