V České republice je v současnosti v provozu zhruba milion vznětových motorů, které během svého provozu spálí 2,5 milionu tun motorové nafty. Systém vstřikování paliva má zásadní vliv na výkon, spotřebu, ale i kvalitu a kvantitu emisí. Není tedy divu, že automobilky a jejich dodavatelé věnují této oblasti značnou pozornost. V článku se dozvíte, jaké jsou hlavní technologie vstřikování nafty.
Historie a vývoj vstřikovacích systémů
Rok 1897 byl pro motorismus velmi významný, jelikož Rudolf Diesel představil svůj vznětový motor. První diesely měly vstřikovače řešené vzduchovými kompresory a to kvůli vysokým tlakům potřebným k vznícení paliva. Postupně přišly redukce objemů a váhy, masová výroba vstřikovacích jednotek a rozvoj jednotlivých systémů. První dieselmotory pro osobní vozy se prosadily až po roce 1936, vylepšení přišla s rotačním vstřikovacím čerpadlem, systém Electronic diesel control, a nakonec slavný Common Rail, který dnes dominuje dieselovým motorům.
Rozdílné typy vstřikovacích čerpadel dělíme na:
- Řadová čerpadla se samostatnou vstřikovací jednotkou pro každý válec (Pumpe Düse - PD; UIS - Unit Injector System).
- Jedna společná vstřikovací jednotka pro všechny válce (Common Rail).
- Rotační vstřikovací čerpadla s radiálními písty.
Řadová čerpadla a PD/UIS systém
U PD/UIS je vstřikovací jednotka pro každý válec v hlavě motoru. Vstřik ovládá řídicí jednotka motoru prostřednictvím vysokotlakého elektromagnetického ventilu. Vstřikovací tlaky se pohybují kolem 160-220 MPa. Třetí generace dokáže dělit jednu dávku paliva až na pět částí při variabilním časování. Hlavní výrobci zahrnují Volvo, Cummins a SCANIA.
Rotační vstřikovací čerpadlo a Common Rail
Rotační vstřikovací čerpadlo se skládá z palivového vedení, rotačního čerpadla, vysokotlakého potrubí a vstřikovačů. Tlaky dosahují cca 160 MPa. Common Rail (CR) má společný zásobník pro všechny válce a vstřikovače. Tlaky CR se pohybují od 40 MPa do 250 MPa. Řízení dávky a času vstřiku probíhá na základě dat ze senzorů jako otáčky klikové hřídele, polohy pedálu, teploty a tlaku, což umožňuje jemné a efektivní spalování.
Proč jsou tlaky a časování důležité
Vysoké tlaky vedou k jemnějšímu roztřiku paliva, lepšímu smísení se vzduchem a tedy ke snížení emisí a lepšímu výkonu. Správné rozprášení a časování vstřiku jsou klíčové pro minimalizaci nedokonalého spalování, zejména v zimním provozu, a pro redukci turbodíry.
Jak funguje vstřikování u dieselu Audi A3 a jak nastavit dávku
Každý motor potřebuje individuální návrh systému vstřikování podle parametrů, zatížení a otáček. Dávka paliva, čas a počet vstřiků ovlivňují výkon, hlučnost a emise. Při dieselových motorech platí, že výkon je úzce spojen s množstvím paliva ve směsi; tedy změnou dávky lze řídit výkon. Předvstřik znamená zahájení vstřiku paliva ještě před hlavním vstřikem; u benzinu jde o čas zapálení směsi, u dieselu je klíčové okamžité vznícení při vysoké teplotě stlačeného vzduchu.
Správné nastavení volnoběžné dávky paliva má zásadní vliv na starty za studena, spotřebu a emise. U některých motorů s řetězovým nebo OHV rozvodem hraje důležitou roli nastavení volnoběžné dávky v řídicí jednotce. U vznětových motorů je třeba brát v potaz prodlevu vznícení vzhledem k otáčkám a k nastavení předvstřiku.
Praktické postupy pro nastavení dávky na motoru Audi A3
1. Logování a ladění: Připojte diagnostický nástroj k servisní zásuvce, vyberte řídicí jednotku 01 motor a logujte několik skupin dat (např. 1, 3 a 11). Pro záznam vyberte rovnou několika kilometry bez obsazení a s konstantní jízdou, abyste mohli sledovat vliv změn.
2. Volnoběžná dávka: VAG kódy a mapy umožňují upravit volnoběžnou dávku. Opatrně zvyšujte či snižujte hodnoty (v rámci pětimístných adaptačních čísel 327XX). Poznámka: nejdůležitější je, aby změny byly akceptovatelné řídicí jednotkou a aby se zachoval bezpečný provoz motoru. Příliš nízké hodnoty mohou způsobit nedostatečné palivo a problémy se startem; vyšší volnoběžná dávka může zlepšit reakci na plyn, ale může i zvyšovat spotřebu a emise.
3. Praktické zkušenosti: Dovolené rozsahy se liší podle typu motoru; typické nastavení pro některé modely Audi obsahuje volnoběžnou dávku v rozmezí několika mg/h, s konkrétními čísly uvedenými výrobcem. Při volbě optimální hodnoty se vyplatí testovat na testovacím úseku s postupným zvyšováním a srovnáním spotřeby a výkonu.
Příklady a poznámky k nastavení
- Změnou volnoběžné dávky z 3,2 mg/h na 6,4 mg/h lze dosáhnout výrazných změn ve spotřebě a chování motoru; nicméně takové nastavení nemusí umožnit jízdu na čtyřku, nebo bude mít nevhodnou charakteristiku jízd. Vždy se vyplatí vyzkoušet kompromis pro různé jízdní podmínky.
- Při úpravách volnoběhu je nutné sledovat akceptaci hodnoty řídicí jednotkou a vyvarovat se tomu, aby počítač jednotky zablokoval změny. Pro správnou kalibraci je vhodné použít odborné nářadí a dodržet utahovací momenty při demontáži a montáži vstřikovačů PD.
Technické doplňky a doprovodné nářadí
Existuje řada specializovaných sad a nářadí pro nastavení a seřízení vstřikovacích jednotek PD u motorů koncernu Volkswagen. Jsou určeny pro přesné nastavení úhlu předstřiku a další úkony spojené s výměnou těsnicích o-kroužků a montáží vstřikovače do hlavy válce. Důležitá je správná poloha vstřikovače a správné dotahovací momenty.
Pro detailní seřízení a ladění dynamiky vstřikování je možné využít logy a grafy ze softwaru diagnostiky. Například v grafu TDI se řeší dynamický předvstřik: nižší dynamický předvstřik umožní pozdější vstřik a naopak. Při správném nastavení lze dosáhnout lepšího startu za studena, nižších emisí a nižší spotřeby, avšak s nutností respektovat limity motoru a emisních norem.
🎧Karburátor a vstřikování – Jak se motor naučil dávkovat palivo
Data a praktické tabulky
V tabulkách a grafech níže jsou shrnuta obecná fakta o tlacích a počtech vstřiků napříč různými typy systémů (názorné uvedení pro orientaci):
| Systém | Max. tlak (MPa) | Typ řízení | Poznámky |
|---|---|---|---|
| Řadové čerpadlo s jednotkou na válec | 160-220 | Hydraulické/elektronické | Vysoký tlak, více vstřiků, dobré emise |
| Common Rail | 40-250 | Elektronické řízení | Více vstřiků na jeden záběr, jemné rozprášení |
| Rotační čerpadlo s radiálními písty | ~160 | Mechanické/elektronické | Nižší objem motoru, společný výstupní element |
Poznámka: Stabilní a efektivní spalování vyžaduje správné dávkování paliva, časování a kvalitu paliva. Vystavení extrémním tlakovým šokům nad 250 MPa může vést k rychlému opotřebení a vzniku pevných částic, které jsou nevhodné pro filtraci a lidské zdraví.
tags: #nastaveni #vstrikovaci #davky #audi #a3