Benzinový motor provozovaný na benzin nebo směs benzin-ethanol (E85)

I dokument ZÁŽEHOVÉ MOTORY NA ETHYLALKOHOLOVÁ PALIVA (sidor 25-29)

1.6 Teorie konstrukčních úprav benzinových motorů

1.6.1 Benzinový motor provozovaný na benzin nebo směs benzin-ethanol (E85)

Tento benzinový motor lze provozovat jak na benzin, tak na palivo s libovolným poměrem směsi ethanolu s benzinem, a to od 0% až do 85 % ethanolu. U tohoto benzinového motoru není nutno přidávat další zařízení (palivovou nádrž, čerpadlo, systém vedení paliva, systém vstřikování paliva). Vyjjímku pro přidání dalšího zařízení tvoří koncepce motoru pro předehřev motoru pomocí benzinu BA 95 N. V tomto případě je přidána další palivová nádrž čerpadlo a palivové příslušenství. Jednotlivé komponenty a palivové příslušenství jsou též přizpůsobeny agresivitě ethanolu .

U vícebodového sekvenčního vstřikování, kde palivo je vstřikováno těsně před začátkem sání přímo do sacího kanálu pro každý válec zvlášť, je nutno dodat do sacího kanálu vstřikovačem požadované 1,4 až 1,6 krát zvýšené množství paliva. Toho můžeme dosáhnout úpravou řídící jednotky (softwaru), tak aby motor byl schopen ve všech režimech chodu správně fungovat a reagovat na změnu obsahu směsi nebo výšením tlaku paliva v rozvodu a nebo použitím výkonnějšího vstřikovače.

U daného motoru musí být zachován kompresní poměr pro spalovací motor na benzin BA 95 N. Pro běžný provoz i sportovní úpravy se nepoužívají hodnoty vyšší než 10,5:1. Jak už bylo zmíněno, benzin má menší odolnost proti detonačnímu hoření než směs E85. Pokud by se v motoru zvýšil kompresní poměr, docházelo by k tzv.

„klepání“. Při klepání se zvětšuje namáhání součástí motoru. Palivo se nedokonale spaluje a nespálený uhlík se usazuje na stěnách kompresního prostoru a podporuje vznik dalšího klepání a zvýšení škodlivin (emisí) ve výfukových plynech. Elektrody svíček se

mohou rozžhavit a předčasně zapalovat směs.

Zvýšit kompresní poměr můžeme u motoru provozovaného na vysokooktanový benzin BA 98 N nebo Verva 100 (produktové označení firmy Benzina s.r.o) benzin s oktanovým číslem 100. Zvýšení kompresního poměru docílím úpravou pístu, snížením hlavy motoru nebo oběma variantami. U této varianty samozřejmě je nutno přihlížet ke konstrukci motoru. Optimální nastavení kompresního poměru u motoru je 12:1 bez ohledu na to, zda je hlava motoru hliníková nebo litinová. Vyšší hodnota se již projeví negativně na chodu motoru a na trvanlivosti těsnění. Zvýšení kompresního poměru motoru má za následek zvýšení výkonu zhruba o 3 až 4 %.

Jak už bylo zmíněno v kapitole 1.3.1.1 palivo na bázi ethanolu (E85) má vysoké výparné skupenské teplo, které způsobuje ochlazení náplně ve válci, což je pro nás nepříjemné hlavně při startování při nižších teplotách cca -5°C. S touto negativní vlastností souvisejí další problémy. V zimních měsících déle trvá než motor po startu zahřejeme na provozní teplotu. Vzhledem k této skutečnosti je nutné provést tři konstrukční úpravy motoru.

První variantou konstrukčních úprav je použití topných tělísek v sacím potrubí, která ohřívají vstřikovanou směs na vysokou teplotu. Provedení vstřikovače dle obrázku 1.6 je konstrukčně méně náročné a vychází z předpokladu, že topné tělísko se při studeném startu rychle rozehřeje. Vstřikované palivo ethanol je nasměrován tak, aby dopadl na topné tělísko, kde se rychle ohřeje a z topného tělíska se odpaří. Na obrázku 1.7 je složitější způsob, kdy je nutné sací potrubí upravit ve větším rozsahu a doplnit ho o přírubu s výkonnějším topným tělískem.

Druhá úprava motoru pro zlepšení startovatelnosti při nízkých teplotách, která se používá především v severní části Evropy je využití topení viz. obrázek 1.9 pro ohřev chladící kapaliny. Topení je zapojeno v chladícím okruhu a jak už bylo zmíněno slouží nejen k ohřevu chladící kapaliny, ale také nezávisle přispívá ke zlepšení startovatelnosti motoru na ethanol. Motor je udržován v teplém stavu. Z toho vyplývá, že palivo vstříknuté do sacího kanálu se snadněji odpaří a vytvoří snadno zapalitelnou směs se vzduchem. Topení nepotřebuje další čerpadlo, pracuje samotížně. Výkon topení bývá 550 W/230V a je napájen z elektrické sítě pomocí zástrčky, která je umístěna na přední masce automobilu, tak aby byla volně přístupná k zapojení do elektrické sítě bez

jakékoliv demontáže viz obrázek 1.8. V provozu se tento problém napájení řeší stojany s elektrickou sítí 230V. Tyto stojany jsou v severní časti Evropy běžně umístěny na parkovištích a po příjezdu vozidla se topení zapojí do sítě.

Obrázek 1.6: Topné tělísko v sání

Obrázek 1.7: Topné tělísko umístěné v odpařovací

komůrce

Obázek 1.9: Nezávislé topení: 1-kryt, 2-topné tělísko, 3-těsnění, 4-pojistný kroužek, 5-zásuvka, 6-ochrané víčko

Obrázek 1.8: příklad zásuvky pro připojení do elektické sítě

Třetí variantou úpravy motoru je přidáním druhé palivové nádrže a palivového vedení na benzín BA 95 N. Benzin slouží k ohřátí motoru. Provoz motoru na benzin BA 95 N trvá cca 10 minut. Řídící jednotka po vyhodnocení dat o teplotě motoru automaticky řídí přepínání mezi palivy.

Obrázek 1.10 se schématickým uspořádáním motoru, znázorňuje variantu vstřikování E85 s ohřevem motoru pomocí benzinu s použitím druhé palivové nádrže.

Obrázek 1.10: Schématické uspořádání motoru pro Flexible fuel Vehicle (FFV) 1-zachycovač palivových par, 2-ventil zachycovače palivových par, 3-snímač tlaku, 4-vstřikovač, 5-zapalovací cívka, 6-snímač polohy vačkového hřidele, 7-pedál akcelerace, 8-škrtící klapka, 9-ventil recirkulace výfuk. plynů, 10-snímač klepání, 11-snímač teploty, 12-lambda sonda, 13-snímač otáček, 14-palivová nádrž s čerpadlem, 15-řídící jednotka motoru, 16-nádrž na benzin, 17, 18, 19-benzinový palivový systém pro spouštění motoru [10]

I dokument ZÁŽEHOVÉ MOTORY NA ETHYLALKOHOLOVÁ PALIVA (sidor 25-29)