Novinky v konstrukci automobilových motorů

Díky nim budou motory nové generace výkonnější, úspornější a ekologičtější.

Nissan oznámil, že již od příštího modelového roku začne nabízet své zážehové motory s progresivním dvojitým vstřikováním.

NISSAN SE CHCE PROSADIT S TECHNOLOGIÍ DIS

Podle informací, které přinesl server autorevue.cz, bude firma větší motory postupně osazovat přímým vstřikem do spalovacího prostoru, menší pohonné jednotky dostanou dva nepřímé vstřikovače na každý válec.

Zatímco současné zážehové motory s čtyřventilovou technikou mají v dělícím se sacím traktu jen jednu vstřikovací jednotku, Nissan vůbec poprvé ve velkosériové produkci použije zvláštní vstřikovač před každým sacím ventilem.

Nissan si od nového řešení automobilka slibuje snížení spotřeby benzínu zhruba o 4 %. Rozdvojení vstřikovacího systému má také zmenšit průměr kapek paliva až o 60 %, a tím výrazně zlepšit jeho odpařování, což se promítne do nižšího množství nespáleného paliva a škodlivých emisí. Navíc, v porovnání s přímým vstřikováním benzínu, znamená dvojité nepřímé vstřikování (DIS) pro výrobce nižší náklady - stojí o 60 % méně a vyžaduje o polovinu nižší podíl drahých kovů při výrobě katalyzátorů, ale při zachování optimálních emisí.

Technologie DIS bude kombinována s proměnným časováním výfukových ventilů, což zlepší tepelnou účinnost motoru, sníží tlakové ztráty a povede k mírnému snížení spotřeby. Pro menší motory je dvojité vstřikování vhodnější i proto, že přímý vstřik vyžaduje instalaci vysokotlakého čerpadla s technologicky náročným vedením a u levných motorů se příliš nevyplatí. Konstrukční řešení Nissanu však pracuje s běžnými tlaky v palivovém traktu, což výrobní náklady snižuje.

FORD SÁZÍ NA ETANOL...

Na vylepšení motoru pomocí vstřikování pracují intenzivně i u Fordů. Tam ovšem, podle informací uvedených na serveru auto.cz, sáhli po jiném řešení - do pohonných jednotek bude pro zvýšení jejich výkonu vstřikován etanol, což by mělo zároveň vést k podstatnému snížení spotřeby paliva.

Nová generace motorů označená EcoBoost, která se již chystá na svou oficiální premiéru v novém Lincolnu MKS, má být výkonnější a hospodárnější. Prvním z nových motorů by se měl stát vidlicový šestiválec 3,5 l s výkonem 340 koní (253 kW) a točivým momentem až 460 Nm. Motory s přeplňovaným turbodmychadlem a přímým vstřikováním benzínu budou v další fázi doplněny i přímým vstřikováním etanolu, od něhož si výrobce slibuje snížení spotřeby o dalších 5 - 10 %. Etanol bude vpravován do spalovacího prostoru těsně před fází komprese a krátce před vstříknutím hlavní dávky benzínu.

...A OČEKÁVÁ VYŠŠÍ VÝKON A NIŽŠÍ SPOTŘEBU

Spalování malého množství etanolu se příznivě projevuje na ochlazování vnitřku válce, takže motor může spalovat benzín s vyšším oktanovým číslem. Díky tomu je spalovací proces účinnější, což s sebou nese potenciál zvýšení účinnosti spalovacího procesu a tím i zvýšení výkonu a snížení spotřeby. Konstruktérům toto řešení umožní zvýšení kompresního poměru, neboť se sníží riziko klepání. Výsledek může nakonec vyústit až k tomu, že takový motor bude dosahovat spotřeby vznětového motoru, ovšem bez nutnosti instalace komplikovaných hybridních systémů a při zachování všech předností přeplňovaných zážehových jednotek. Soustava si vyžádá instalaci dodatečné nádrže pro etanol, minimální spotřeba této látky však bude vyžadovat její doplňování pouze několikrát do roka, komentuje motorářskou novinku server auto.cz.

Na vývoji zmíněného systému spolupracuje s automobilkou Ford společnost Ethanol Boosting Systems z Massachusetts, která si už nechala patentovat označení Direct Injection Octane Boost.

BALISTICKÉ MATERIÁLY PRO MOTORY...

Dvojité vstřikování či etanolové injekce nejsou ale jedinou pozoruhodnou inovací, která se v poslední době objevila v oblasti konstrukčního vývoje motorů. Bývalý britský voják Ian Houston využil své zkušenosti experta na vojenské balistické materiály pro vývoj nového ekologicky příznivého automobilového motoru. Motor umožňující spalovat více různých druhů paliva s vyšší efektivitou uvnitř komory by měl obsahovat komoru zlepšující proces spalování a využívající nový druh kapalného okysličovadla neutralizujícího vytváření kysličníku uhelnatého (CO).

Ian Houston, výkonný ředitel firmy Origo Industries, jež pozoruhodnou novinku vyvíjí, je přesvědčen, že jeho koncept motoru umožní dosáhnout pouhou třetinu či možná čtvrtinu z hmotnosti současných motorů, aniž by došlo ke snížení jejich kvalitativních parametrů.

"Bude rovnocenný, pokud ne lepší než kovový motor. Klíčem k tomu jsou balistické materiály, určené k zastavení projektilu. Jen je přeneseme do jiné oblasti," říká.

...BY MĚLY POMOCI OMEZIT TVORBU CO

Jednou z důležitých částí v tomto konceptu je blok motoru, vyrobený ze vstřikovaných skelných vláken. Spalovací komora může snášet a udržovat teplotu před doplněním. To umožňuje dodávat méně paliva při dosažení stoprocentního okysličení. Problémem např. dieselových motorů jsou jejich poměrně vysoké (až 25%) ztráty ve spalovací komoře kvůli nespáleným uhlovodíkům. Dosažením stoprocentního okysličení tak bude podle Hustonova názoru možné o čtvrtinu zvýšit pracovní kapacitu.

Pomoci tomu, a zabránit vytváření CO ve spalovací komoře, by mělo kapalné okysličovadlo, vyvinuté ve spolupráci s chemickými výzkumníky na univerzitě v Durhamu. Ian Houston uvedl, že laboratorní testy nové spalovací komory ukázaly, že lze výrazně snížit objem kysličníku uhelnatého, a další vývoj se podle něj zaměřuje na to, aby byl snížen na nulu. Koncept své firmy Origo Industries přihlásil i do soutěže Low Carbon Vehicle Partnership Technology Challenge, jejímž cílem je vyvinout nízkouhlíkové vozidla a pohonné hmoty.