05.12.2023 | 08:25
Tino, ne mogu te slijediti. Viešfazno ubrizgavanje kod dizela nije nikakva novost; to postoji od prvog audijevog TDI (2.5) s pilot fazom i glavnom fazom. To je razvijeno (isprva čisto mehanički s dvije opruge na injektoru u seriji) primarno zbog buke, kasnije je dorađivano u common-rail tehnici da bismo došli do današnjih 5-7 faza ubrizgavanja po jednom radnom ciklusu. Danas se takvim doziranim ubrizgavanjem drži temperatura izgaranja pod kontrolom kako bi se smanjio nastanak čađe, ali i NOx-a. Dakle, tehnički je to moguće, ali to se ubrizgavanje odigrava kao i inače oko GMT klipa. Krene još tehnički u taktu kompresije (treba vremena da se maglica rasprši i krene izgarati) i završi kad je klip već počeo kretati prema dolje. No, tu govorimo o cca 20-ak stupnjeva (mjereno na radilici), a to je jako daleko od 'pola huba' (koji je na 90 stupnjeva radilice).
Ovo se sve odnosi na dizelski motor u kojem imamo samozapaljenje na djelu i jako puno zraka; on nema zaklopku na usisu i uvijek ima punjenje cilindra od 100% (sad turbinu i njeno punjenje koje nije linearno ostavljamo po strani) pa će se sve što ubaciš u tom trenutku i zapaliti (teoretski, jer govorimo na razini cilindra, lokalno nekoj kapljici goriva može ponestati zraka pa ona ne izgori u potpunosti).
Kod benzinskog motora imamo problem utoliko što je gorivo zamišljeno (o tome nam govori oktanski broj) da se NE ZAPALI samo od sebe uslijed tlaka i temperature u cilindru. Zato je i stupanj kompresije kod benzinaca niži od onih kod dizela, jer nije potrebno, a viši stupanj kompresije sa sobom donosi mehaničke probleme koji narušavaju efikasnost motora (mehanički). Optimum kod kojeg je toplinski stupanj korisnosti dovoljno visok, a mehanički nije prenizak je cca 14:1. Mazdin Skyactive dizel ima upravo taj stupanj kompresije. Ako se dogodi samozapaljenje kod benzinaca, ono je znak neke neispravnosti i to se kolokvijalno zove kliktanje (kut predpaljenja prevelik u naprijed, nedovoljna oktanska vrijednost goriva, presiromašna smjesa pri prevelikom opterećenju itd..) koje je NEPOŽELJNO.
Danas moderni benzinci više ne rade po Ottovom principu, nego po Millerovom (koji je zapravo dorada Atkinsona) u cilju smanjenja potrošnje.
Otto proces (teoretski): usisni ventil je otvoren, klip se kreće prema dolje. Motor usisava smjesu zraka i goriva. Kad klip dosegne DMT, usisni ventil se zatvara i kreće drugi radni takt kompresije. KLip sad gotovu smjesu komprimira. Kad dosegne GMT, iskra baca svjećicu i smjesa izgara te donosi porast tlaka i temperature koji tjeraju klip prema dolje. To je jedini takt u kojem dobivamo rad jer tlak gura klip prema dolje. Kad klip dođe u DMT, ispušni ventil se otvara i plinovi izgaranja izađu iz cilindra, otvara se usisni ventil i krećemo opet ispočetka.
U praksi je jasno da se ove sve akcije (otvaranja ventila, izgaranje, itd) ne događaju trenutno, nego je potrebno neko vrijeme da se to odigra. Pa se neke akcije preklapaju (ispuh i početak usisa, recimo).
Zašto benzinski motor ima niži stupanj korisnosti od dizelskog? Zato jer se rad motora modulira KOLIČINOM smjese koju usisava. To se postiže zaklopkom na usisu. Ona stvara prigušenje te smjesa ulazi u cilindar pri niskom opterećenju s iznimno niskim tlakom pa je kompresijski rad velik. Dizelski motor nema zaklopke i motor stalno diše punim plućima. Za usporedbu, metni ruku na nos i usta, dobro stisni i onda probaj udahnuti. Osjećaš koliko se mučiš? Sad makni ruku i dišeš normalno. Upravo to je razlika između benzinca i dizela. Svi zahvati koji benzincu povećavaju efikasnost se u pravilu svode na manipulaciju kompresijskim radom. Pa tako imamo motore koji ne rade u stehiometrijskom omjeru i nemaju zaklopke na usisu. Rade s izravnim ubrzgavanjem i moduliraju rad količinom goriva. Tu je problem ispuha kao i kod dizel (čitaj skupo sve skupa) i to se ne koristi.
Atkinsonova modifikacija Ottovog procesa ostavlja usisni ventil dulje otvoren pa kad krene takt kompresije, on je još otvoren. Na taj način se dio smjese vraća u usisnu granu, a mi imamo manji kompresijski rad, jer kompresija zapravo još nije počela. Nedostatak ovoga je manji tlak na kraju kompresije i manja snaga motora (nema džabe ni u stare babe). Ovaj princip koriste sve Toyote s hibridnim pogonom. Budući da tamo imamo električni dodatak, možemo sa sporijim odzivom na gas i manjom snagom, jer će uskočiti struja da to popegla.
A tvoj ljubljeni TSI koristi tzv. Millerov proces koji je dorada Atkinsona, ali u drugom smjeru. On tijekom kompresije RANIJE zatvara usisne ventile pa tako MANJE zraka uđe u cilindar. Svrha ovog je da imamo zastoj u kompresiji, tj. defacto malo ekspanzije kad se ventili zatvore i nema očekivanog porasta temperature u cilindru. Na taj način primarno usporavamo nastanak NOx. I to znači gubitak snage, ali imamo turbo koji radi prekovremeno pa smo već u startu u plusu (imamo pretlak u cilindru) i to nam sve skupa omogućava vrlo visok stupanj kompresije 12,5:1 uz nisku potrošnju goriva.
Sori na dugom postu, ali pokušavam ti objasniti principe rada motora sa svim specifikumima da vidiš da kombiniranje dizela i benzina na ovaj način nije nimalo jednostavno.
Prije nego me netko zaskoči pitanjem kako je tenk mogao trošiti dizel i kerozin u JNA, dvije opaske: prva je da pod pojmom kerozin nije visokooktanski benzin za klipne avionske motore, već mlazno gorivo koje je jedna frakcijska destilacija prije dizela. Druga je da prerađivanje motora da troši to gorivo uključuje: potpuno pražnjenje sustava dobave i ubrzigavanja, spremnika i svih vodova te potom podešavanje visokotlačne pumpe na drugi kut predubrizgavanja da bi motor radio. Tako da je ta mogućnost bila više toeretske, nego praktične naravi.