Speciál: Jakou změnu na svém motoru Renault chystá? V Kanadě dožene ostatní

Štítky: Pohonné jednotky Renault Zveřejněno 19. 04 2016 — GPF1.cz

Renault se chystá pro Velkou cenu Kanady v polovině června nasadit novou specifikaci motoru pro svůj tovární tým, stejně jako pro tým Red Bullu. Ten dokázal minulý víkend v Číně získat stupně vítězů.

V čem spočívají hlavní novinky? Podle informací magazínu Motorsport jde Renault stejnou cestou jako Mercedes, Ferrari a Honda: HCCI – Homogeneous Charge Compression Ignition, neboli cestou vznětového motoru s homogenním plněním spalovacího prostoru. Velmi jednoduše řečeno, motory HCCI kombinují vznětové zapalování dieselového motoru se zážehovým principem motoru benzinového. V prostoru spalovací komory je konstrukcí válců vytvořena jako by ještě jedna.  V tomto prostoru je pak směs stlačena do úrovně spontánního vznětu, ale směs v hlavním prostoru je nadále zapalována jiskrou ze svíčky.

Spalovací procesy v těchto dvou prostorech ‘spolupracují’, přičemž jen směs v menším prostoru musí být bohatší. Svíčky tak mohou pracovat na půl úvazku. Výsledkem je podstatně větší účinnost, která vede k větším výkonům za stejného množství paliva nebo menší spotřebě pro dosažení stejného výkonu.

Mercedes prý kombinaci těchto řešení (klasického zapalování a hybridního řešení vznětového zapalování) využívá již od začátku sezony 2014. Stáje Ferrari a Honda se přidaly vloni, Renault to plánuje letos v Kanadě.

ZÁKLADNÍ PRINCIPY

Níže uvedený text byl čerpán z bakalářské práce “Motory HCCI” studenta Ústavu automobilové dopravy Agronomické fakulty Mendelovy univerzity Michala Vargy.

Zážehový motor pracuje s kapalnými palivy, jako je benzín, benzol, metanol anebo s plynnými palivy, např. LPG (propan-butan), bioplyn a zemní plyn. Při kompresním zdvihu se homogenní směs paliva a vzduchu zahřívá na 400 až 500 °C, což je teplota nižší, nežli teplota samovznícení, tudíž je potřeba, aby byla směs zažehnuta jiskrou z cizího zdroje (svíčka).

Na rozdíl od zážehových motorů je do vznětového motoru palivo dopravováno odděleně od vzduchu. Palivo je do spalovacího prostoru motoru dopravováno speciálním vysokotlakým čerpadlem a vysokotlakým potrubím. Po vstříknutí paliva do spalovacího prostoru se paprsek paliva rychle rozpadá na malé kapky, tím dochází k rychlému vypařování paliva z povrchu kapek a jejímu následnému mísení se vzduchem.

Zároveň dochází k rozpadu rozvětvených molekul uhlovodíkového paliva a vytváření aktivovaných částic. Tyto procesy probíhají velice rychle a mají za následek vznik mnoha ohnisek vznícení v celém spalovacím prostoru. To, že iniciační pochody vznícení probíhají rovnoměrně po celém objemu spalovacího prostoru, vede k vysoké stabilitě spalovacího procesu.

V poslední dekádě bylo provedeno rozsáhlé testování a výzkum, ve snaze vytvořit spolehlivé a atraktivní osobní auto, poháněné motorem HCCI. Bylo na něm otestováno několik způsobů, jak by mohl fungovat od různých druhů paliva až po přeplňování. Principů je několik.

VCR (Variable compression ratio), neboli proměnný kompresní poměr, je jedním z řešení pro kontrolu spalování motoru HCCI. Jejím principem je umožnění změny kompresního poměru kontrolovatelnou polohou hlavy válce pomocí hydraulického systému. S použitím tohoto systému je možné homogenní spalování bez použití předehřátého vzduchu.

Mechanické přeplňování a turbodmychadlo jsou schopny dodávat vysoký tlak za jakékoli rychlosti motoru, kdežto turbodmychadlo je limitováno rychlostí motoru. Turbodmychadlo však neodebírá mechanický výkon jako přeplňování kompresorem. Při testech s použitím turbodmychadla bylo zjištěno, že účinnost motoru je menší, než za použití mechanického přeplňování. Při vyšších zátěžích hladiny emisí CO a CO2 klesají, ale hladina NOx naopak stoupá.

Další problém spočívá v tom, že při vysokých zátěžích a narůstajícím tlaku se okamžik zážehu opožďuje, což zapřičiňuje snížení účinnosti spalování. Pro zlepšení spalovací účinnosti by mohlo pomoct využití chlazeného EGR, ale ukázalo se, že to zlepší účinnost pouze nepatrně.

EGR (Exhaust Gas recirculation) – Přesto, že se využitím EGR v motoru HCCI zabývalo již mnoho výzkumů, jejich výsledky nejsou vždy stejné. Záleží na metodě použití EGR (vnitřní či vnější recirkulace) a také na teplotě a chemickém složení výfukových plynů. Bylo dokázáno, že je možné aplikovat EGR pro HCCI motory. S jejich užitím není potřeba předehřívání nasávaného vzduchu a pomocí množství výfukových plynů dodávaných zpět do oběhu je možné kontrolovat počátek zážehu.

Čtěte dále: Renault rezignuje. Zvažuje ukončit vývoj letošního vozu