Vznetový motor

Moderný vznetový motor Volkswagen 2.0 TDI - preplňovaný zabudovaný vo vozidle

Letecký vznetový motor JUMO 205, 6-valcový dvojtaktný s protibežnými piestami

Vznetový 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) ktorý sa nevhodne označuje ako Dieselový motor. Ide o historické označenie podľa vynálezcu prvého motora, ktorý pracoval na tomto princípe.

Vznetové motory podľa paliva

• plynový motor - palivom je plyn, najčastejšie stlačený zemný plyn (CNG)
• naftový motor - palivom je motorová nafta, najčastejší zástupca vznetových motorov
• dvojpalivový motor - palivom je plyn, alebo nafta

K vznieteniu paliva 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.

Pracovný cyklus

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

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

Ako palivá sa používajú drahšie ťažšie odpariteľné látky, napríklad motorová nafta.

Zápalná zmes

Vznetový motor spaľuje nehomogénnu zmes s vysokým prebytkom vzduchu. Súčiniteľ prebytku vzduchu je λ > 1 a takáto zmes sa nazýva aj chudobná.

Príprava zmesi

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

Prípravu zmesi realizuje vstrekovacie zariadenie, ktoré musí zabezpečiť dostatočne jemné rozprášenie paliva a vhodné rozloženie lúčov paliva v spaľovacom priestore.

Vysokotlakové vstrekovanie

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

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.