Priame vstrekovanie benzínu - ako to funguje?
Benzín privádzaný priamo do spaľovacej komory je starý vynález, ktorý sa s mnohými poruchami používa už od 50. rokov, no až storočie prinieslo v tomto smere vylepšené riešenia. Dnes je to už také bežné, že nové motory s nepriamym vstrekovaním sa stali zaujímavou exotikou. Nie každý však chápe rozdiel.
Vstrekovacie systémy už desaťročia fungujú na princípe privádzania paliva do sacích otvorov. Trysky sú umiestnené pred sacími ventilmi, takže palivo pred vstupom do spaľovacieho priestoru obmýva hlavy ventilov, ako aj sedlá ventilov a zmiešava sa so vzduchom.
Pri priamom vstrekovaní je tryska (jej hrot) umiestnená vo valcinie sací systém, takto sa dodáva palivo priamo do spaľovacej komoryodtiaľ názov riešenia, Gasoline Direct Injection (GDI). Ďalší veľmi dôležitý rozdiel vstrekovací tlak od niekoľkých desiatok do približne 200 barov. Pre porovnanie, pri nepriamom vstrekovaní je to len niekoľko čiarok.
Common Rail nielen v nafte
Systémy vstrekovania Common Rail sa spájajú len s naftovými motormi používanými od konca 90. rokov, ale to je presne ono toto riešenie umožnilo aj vývoj priameho vstrekovania benzínu. (GDI). No, v benzínovom motore, rovnako ako v dieselovom motore, sa palivo hromadí v palivovej koľajnici predtým, ako je privedené do vstrekovačov, kde sa dostáva pod vysokým tlakom vďaka vysokotlakovému palivovému čerpadlu. Motory s nepriamym vstrekovaním tieto dve zložky nemajú.
Na rozdiel od dieselov sa však zmes vzduch-palivo zapaľuje klasickým spôsobom, t.j. iskra zo zapaľovacej sviečky. Avšak podobne ako pri dieseloch, pri priamom vstrekovaní je po zapálení zmesi tlak vo valci vyššítakže sa generuje viac energie, čo znamená vyšší krútiaci moment v plnom, no najmä nízkom a strednom rozsahu otáčok.
Dva prevádzkové režimy
Benzínové motory s priamym vstrekovaním zvyčajne pracujú v dvoch režimoch: vrstvené vstrekovanie a homogénne vstrekovanie.
Pri stratifikovanom vstrekovaní motor beží na veľmi chudobnú zmes. palivo pri ľahkom a strednom zaťažení, čo umožňuje pri správnej technike jazdy znížiť spotrebu paliva. Takáto zmes sa spravidla nezapáli, ale vznieti v dôsledku jej rozvrstvenia vo valci. Ide o to nasmerovať ho tak, aby jeho bohatá časť zasiahla elektródu sviečky a jej zapálenie iniciovalo zapálenie zvyšku náplne. Palivo sa dodáva cez dýzu na veľmi krátky čas, v malých dávkach, tesne pred zapálením zapaľovacej sviečky.
Vstrekovací systém pracuje v homogénnom režime teraz úplne normálne pre celý rozsah zaťaženia. Palivo je dodávané už pri sacom zdvihu, čo umožňuje homogénnu zmes, takže ako pri nepriamom vstrekovaní sa palivo zmieša so vzduchom skôr, ako piest dosiahne najvyššiu polohu pri kompresnom zdvihu.
Výhodou priameho vstrekovania pri spaľovaní paliva je, že v pracovnom priestore valca dochádza k odparovaniu benzínuchladenie záťaže a zvýšenie faktora plnenia valca. Studené palivo navyše ochladzuje korunu piesta, tzv kompresný pomer je možné zvýšiť a získate vyššiu účinnosť motora bez obáv z nepriaznivého klepania pri spaľovaní.
Vyznamenal sa napríklad prvý sériovo vyrábaný motor Mitsubishi GDI kompresný pomer 12a francúzsky motor HPI mal kompresný pomer 11,4. Kompresný pomer skorých motorov Volkswagen 1.6 FSI sa tiež vyznačoval kompresným pomerom 12. V dôsledku toho sa dosiahla vysoká účinnosť motora.
