Emise benzínových motorů s přímým vstřikováním a platné normy

Celý technický vývoj se v současnosti zaměřuje na dosažení environmentálních cílů. V letech těžkou hlavu dělají emise. Kromě toho se musí všechno zkonstruovat co nejlehčí, doslova na hranici fyzikálních zákonů.

Výrobci jsou pod tlakem rychle se měnících emisních norem nuceni konstruovat zcela nové motory za velmi krátkou dobu. Pak mají motory minimální rezervu, která by jim zaručovala delší životnost. Nemohou si dovolit, aby se něco pokazilo. To je také důvod, proč výrobci instalují všude senzory.

Dost často nemají dost času na fázi testování a mnohé problémy řeší za pochodu. To se projevuje i stále vyšším počtem svolávacích akcií. V podstatě snižují životnost moderních motorů a jejich spolehlivost. Zdá se, že generální opravy motorů jsou minulostí a pokud se pohonná jednotka porouchá, vymění se celá. Je to kvůli všem komplikovaným technologiím, které se používají k udržení co nejnižších emisí.

Když se podíváte pod kapotu Mercedesu nebo, řekněme, Volva z 80. let a potom na stejně objemné dnešní motory, už na první pohled poznáte, že něco je jinak. Ano, hmoty je zde dnes podstatně méně.

Problémy moderních motorů

Moderní normy je dovedly k mnohým "smrtícím" kombinacím. Množství moderních motorů už nemá měrku oleje ani ukazatel tlaku oleje. Spotřebu oleje než ty před desetiletí, hovoří trochu jinak.

Čtěte také: Vše o emisních normách

1. Přeplňování

Dmychadla jsou tak velká, protože vzdor zmenšování objemu potřebují nemenší výkon. Přeplňováním však dokáží poskytnout větší specifický výkon. Jsou relativně jednoduchá.

Navíc z důvodu snížení spotřeby navádí k podtáčení. Toho pracují při nižších otáčkách a vyšších tlacích. Pro tříválcových to je problém. Problém je, že se zvyšuje zatížení pístů a ložisek klikového hřídele. Tenké jsou i klikové hřídele a ojnice. Vejít do malých bloků motoru.

Zatížení je opravdu extrémní. Motor neběží ani v městě, kdy pracují s nedostatečně zahřátou olejovou náplní.

2. Tenké pístní kroužky

Tenčí pístní kroužky. O milimetru méně. Příliš neprospívá ani přímé vstřikování paliva, které míří na stěny válce. Válce se tak ředí palivem.

3. Zapalovací svíčky

Při reptání na dlouhé intervaly údržby se často zaměřujeme na motorový olej, důležité jsou ale i zapalovací svíčky. Kdysi se říkalo, že "haprují" kvůli příliš bohaté směsi, ta ale dnes nemá s jejich problémy nic společného. Jejich elektrody se ale znečišťují mnohem dříve. Výměnou svíček už po 60 000 km tak můžete předejít řadě problémů. Km rozpadnout. Každých 90 000 km. Být ještě nahrazen.

Čtěte také: Více o pamětních emisích

4. Dlouhé intervaly výměny oleje

Dlouhých intervalů výměny oleje. To může být zničující. Velmi nízká. Problém o to větší, neboť mají konstrukčně vyšší spotřebu oleje kvůli vyšším pracovním tlakům.

Nedostatečným množstvím oleje v motoru. Vlastností maziva, což zase vede ke zvýšenému opotřebení ložisek.

5. Řídké oleje

Výrobci se snaží snížit třecí ztráty v motoru, kde se jen dá. Požadují od olejářských firem řídké oleje. A ten je čímsi jako brusný papír. Na kovových součástkách při nízké viskozitě není jednoduché. Karbonu. Solenoidové vstřikovače, ventily či olejové filtry, které se mohou ucpat. Ložisek. Pak vstupuje do motoru nefiltrovaný přes obtokový ventil. Motorů se může karbon dostat dokonce i do turbodmychadel.

6. Šetření na mazání

Komponentů, které jsou aktivovány, pouze pokud je to nutné. Variabilních vodních i olejových čerpadel. Oleje více, než když je ho méně. Šetření na mazání se však nemusí vyplácet. Oleje, takže čerpadlo má menší odpor.

Stop-start systém. Pokud motor neběží, nepracuje ani olejové čerpadlo. Ložiska a tím dochází ke kontaktu kovových povrchů bez olejového filmu. Opotřebení.

Čtěte také: CIM Ministerstvo Emise: Vysvětlení

7. Řetězové rozvody

Zatímco dříve platily řetězové rozvody za nesmrtelné, u dnešních motorů a jejich "řetízků" je situace docela jiná. Může dojít až k střetu ventilů s písty, tzv. potkání se. Dnes už tyto problémy nejsou tak křiklavé zejména díky diagnostice, která zobrazí, že cosi není v pořádku. Jejich rychlým opotřebením, zejména natažením, dochází k přeskakování řetězu a fatálnímu ohrožení ventilového systému.

8. Přímé vstřikování

Kapku paliva, ne vždy má hospodárnost prioritu. Zejména obsah jedovatých oxidů dusíku (NOx). Zapálení směsi, kterým se snižuje teplota spalování a tlak. Klesá účinnost a stoupá spotřeba paliva. Čistým vzduchem. Méně kyslíku znamená nižší teplotu spalování a méně NOx.

Aditiva do benzínu

Dnes přidávat aditiva či jakékoli přísady do benzínu má smysl a to hned z mnoha příčin. Opět to souvisí s dobou, tou dnešní, kdy jsou kladeny velmi vysoké požadavky na emise výfukových plynů, s kterými mají výrobci vozidel a motorů nemalé potíže je splnit. V dřívějších časech, kdy se jezdilo na Speciál nebo oktanově bohatší Super se to opravdu až tak neřešilo a bylo k tomu hned několik dobrých důvodů. Palivech, dále motory neměly přímé vícebodové vstřikování a emisní normy byly poplatné své době a technickým možnostem vyráběných motorů. Občas zplodiny z některých vozů byly cítit na "míle" daleko, především ty z NDR.

V oblíbeném motoristickém časopisu Svět motorů se mnoho lidí již spoustu věcí dozvědělo a byl tam i test aditiv do benzínu. Názorně byl popsán a vyobrazen význam aditiv. Jsou velmi důležité pro správný a spolehlivý chod motoru.

Litru benzínu), my máme pro Vás ještě mnoho dalších velmi kvalitních a funkčně jiných přísad. Aditiv do benzínu doplňuje účinné látky účinně bojující s negativním vlivem biosložek, přidávaných do všech kupovaných paliv v ČR, čistí celou palivovou soustavu, spalovací prostor i výfukový systém. Co tedy přesně se děje, když je spalován benzín s aditivy?

A odvedou ji do spalovacího prostoru, kde se při spalování změní v páru a je vyvedena výfukovým potrubím ven. Toto má obrovský význam v oblasti prevence tvorby koroze v systému a během zimy to zásadně ovlivňuje studené starty vozu. Benzin dokonale spalitelným, čímž se sníží výrazně emise nebezpečných plynů ze spalování a zabraňuje se tak hlavně zanášení motoru a výfukového systému uhlíkem, neboli karbonem. Správnou funkci dávkování a maximální využití spalovaného benzinu. Navíc udržují v čistotě ventily, dosedací plochy a turbodmychadlo k zajištění správných tlaků v motoru.

Zde zásadní potíže. Pokud se z jakýchkoliv příčin již motor zanese a ztratí své parametry především výkonu směrem dolů a naopak spotřeba benzínu stoupá směrem vzhůru, je potřeba provést dekarbonizaci - první pomoc. Profesionálně se dekarbonizace musí v případě vyššího stupně zanesení motoru či výfukové soustavy karbonem řešit pomocí strojů BG v odborném servisu.

Článků, kde se podrobně tématem dekarbonizace a použitelností a účinností jednotlivých přípravků zabýváme. Probíráme to s odborníkem na věhlasné produkty americké značky BG, která je jedničkou v tomto směru na našem trhu i v našem sortimentu!

Aditivum benzin výrazně zlepší a Vy si tím můžete výrazně ušetřit neplánované výdaje za rozsáhlé opravy, které Vám může způsobit nežádoucí přítomnost usazenin a karbonu v motoru. Efektivnímu spalování benzínu a zároveň dojde ke snížení spotřeby paliva, což mnohdy znamená celkové snížení nákladů na provoz vozu včetně započtené investice na pořízení aditiv. Slouží zejména pro čištění celé palivové soustavy, zlepšení vlastností a tím kvalitnější spalování benzínu. Často se setkáváme s tímto problémem.

Aditiva slouží především jako prevence, v některých případech dokáže vyřešit problémy se zaneseným katalyzátorem. Společnost BG nabízí kompletní sety pro dekarbonizaci benzínových motorů. Nevíte si rady? Jaké aditivum do benzínu?

Přímovstřikové motory a LPG

Auto i při jízdě na plyn LPG spotřebovává benzín (cca 2-3 litrů na 100 km) podle stylu jízdy. Cena přestavby přímovstřikového (benzín se vstřikuje pod vysokým tlakem rovnou do spalovací komory válce) motoru je 41 - 49.990 Kč.

Jev, kterému se říká „předčasné zapálení směsi při nízkých otáčkách“ (naleznete pod anglickou zkratkou LSPI) a je zaděláno na vážné problémy: např. vydřené plochy válců, zničené písty i prasklé ojnice. S přímovstřikovými „downsizingovanými“ motory si pohon na plyn LPG moc nerozumí a výrobci ho v obavách z garančních problémů (benzínové vysokotlaké vstřikovače a nově též ventily a ventilová sedla u Hyundai a Kia) přestávají nabízet.

To je i případ Škody, s továrním LPG jste mohli naposledy koupit Octavii 1.6 MPI na podzim 2012. (Downsizing = vyšší výkon z menšího objemu motoru s použitím přímého vstřikování a přeplňování turbodmychadlem). Nehledě k tomu, že kvůli normované spotřebě a emisní normě Euro 6 přiškrcené motory méně vydrží, jsou poruchovější díky aplikacím turbodmychadel a reálná konzumace paliva se od té udávané výrazně liší.

Testy těchto motorů v nových automobilech jasně prokazují, že v běžném provozu mají tyto maloobjemové motory doplněné turbem většinou stejnou spotřebu, jako větší atmosférické motory bez turba o stejném výkonu. I kdybychom uvěřili, že jim pokrok v materiálech umožňuje vyšší namáhání snášet bez snížení životnosti, trpí na karbonování sacích ventilů (v sacích kanálech se totiž usazuje karbon z recirkulovaných výfukových plynů, který není čím omývat, neboť zde neproudí směs vzduchu s benzinem, ale jen čistý vzduch viz článek „Tvorba karbonu je nový strašák moderních benzínových ojetin>>.

Vyloženě nepovedené jsou např. přímovstřikové jednotky Škoda, VW, Seat a Audi 1.6 FSI a 2.0 FSI, spalující tzv. vrstvenou směs, které nepotěší dynamikou, hrubým během a překvapivě vysokou spotřebou v reálném provozu. Navíc lépe fungují na vysokooktanový benzin. Technologie malých přeplňovaných agregátů s přímým vstřikem má i další slabiny, například závady turbodmychadel nebo drastické výkyvy ve spotřebě při klidné nebo sportovní jízdě.

Zajímavá je také vysoká spotřeba některých turbobenzinů na dálnici, pramenící z toho, že si výrobce pomáhá k ochlazování katalyzátoru extrémně bohatou směsí. Výrazně „downsizingované“ motory přispívají také k degradaci motorového oleje, který se musí častěji měnit. Tyto motory produkují pevné částice - saze. Ve srovnání s konvenčními zážehovými motory jsou emise pevných částic u přímovstřikových agregátů tisícinásobné.

Některé z těchto mikroskopických prachových částeček přitom mají karcinogenní účinky. Přímovstřikové agregáty vyžadují ochlazování benzínových vstřikovačů, které se hodně ohřívají, neboť ústí přímo do spalovacího prostoru a jsou vystaveny zvýšenému tepelnému namáhání. Toto ochlazování je nejjednodušší dělat benzinem. Jenže tím spotřebujete při jízdě na plyn LPG kolem 2-3 litrů benínu na sto kilometrů podle stylu jízdy. Cena za toto ochlazování benzínových vstřikovačů je cca 100 Kč na 100 km nebo i více.

Navíc stále hrozí riziko poškození vysokotlakých vstřikovačů (např. i českým nekvalitním benzínem), od čehož dávají výrobci aut ruce pryč. A v neposlední řadě je problém i s cenou přestavby takového motoru (cca 40.000 Kč), která je o 15.000 Kč dražší než přestavba motoru bez přímého vstřikování benzínu.

Alternativy k přímovstřikovým motorům

Závěr: Na atmosférickém motoru je výrazně méně věcí, které se mohou pokazit, naž na „downsizingovaném“ turbomotoru. Pořiďte si auto bez přímého, vysokotlakého vstřikování benzínu a můžeme přestavbu realizovat. Například Hyundai a KIA koupíte i nadále s motory s nepřímým vstřikováním označených jako MPi, DPI a CVVT, Škoda zachová systém MPi u malého litru (1.0 MPI - 44 kW a 55 kW) i po nástupu emisní normy Euro 6 v modelech Fabia i Fabia Combi třetí generace a Citigo. Taktéž u Fiatu atmosférické osmiventilové čtyřválce FIRE 1.2/51 kW a 1.4/57 kW jsou už homologovány pro Euro 6.

U Hondy klasické jednotky 1.4, 1.8 a 2.0 i-VTEC v Civiku či CR-V přejdou na Euro 6 bez větších změn. Dacia také nabízí spolehlivou klasiku i pro normu Euro 6, motory s vícebodovým vstřikováním 0.9 66kW, 1.0 54kW, 1.2 16V 54kW, 1.6 SCe 75kW, 80kW a 84kW (kód H4M), který vznikl ve spolupráci s Nissanem. A nejnověji tříválec s nepřímým vstřikováním benzínu s přeplňováním TCe 100 LPG s výkonem 74kW nabízený v modelech Sandero, Logan, Duster a Jogger.

Přehled přímovstřikových motorů: Alfa Romeo - JTS, TBi, BMW - HPI, Fiat, Lancia, Peugeot, Citroen - THP, TBi, Pure Tech, Ford - SCI, EcoBoost, Hyundai, Kia, Mitsubishi - GDI, Nissan - DIG-S, Opel - SIDI, Renault, Dacia - IDE (spalující tzv. vrstvenou směs), TCe - pouze s označením PŘÍMÉ vstřikování (např.

Filtry pevných částic (GPF) u benzínových motorů

Právě před rokem začaly automobilky povinně montovat do nových vozidel jezdících na benzin filtry pevných částic (GPF), aby mohly být auta homologována na území Evropské unie. V nepříliš vzdálené budoucnosti budou filtry zachycující pevné částice ve všech automobilech, které potkáme na silnicích.

Diesely měly ostrou debatu o filtrech pevných částic před pár lety, teď se do odborných i laických diskusí zase více dostávají GPF filtry u benzinových motorů. Loňské září přineslo na poli pohonných jednotek zemětřesení. Způsobily ho překotně zavedené emisní normy Euro 6c a 6d, jejichž součástí je nově kontrola naměřených hodnot v reálném provozu (RDE).

Součástí nezbytných technických změn, které jsou přísnějšími pravidly vynuceny, je také nasazení filtrů pevných částic pro motory s přímým vstřikováním benzinu. Ačkoliv by se mohlo zdát, že i tato novinka souvisí s novou metodikou měření, není tomu tak.

Protože filtry pevných částic u benzinových a naftových motorů sledují stejný cíl, je stejný i jejich základní princip fungování. Takzvaný senzor diferenčních tlaků porovnává údaje o proudění výfukových plynů před a za filtrem a podle nich zjišťuje úroveň zaplnění filtru. U nově uvedených modelů s turbodiesely totiž platí už od září 2011 limit množství vypuštěných částic 6×1011 na ujetý kilometr.

Když se filtr zaplní nad běžnou provozní úroveň, musí řídicí elektronika motoru spustit nucené vypálení filtru neboli regeneraci, která zajistí provozuschopnost auta. Jednoduché české označení „filtr pevných částic“ na sebe váže ve světe benzinových aut hned několik rozdílných zkratek, všechny ale znamenají to samé.

V českých textech je nejrozšířenější GPF, což značí anglické „Gasoline Particulate Filter“, tedy filtr pevných částic pro benzinový motor. Na rozdíl od filtrů u dieselových motorů je německá zkratka jiná, a sice OPF („Ottopartikelfilter“). Ta se objevuje například v textech Škody, což vzhledem ke sdílení technologií s německým VW nemůže překvapit.

Regenerace GPF filtrů

Právě regenerace filtru jsou postrachem moderních naftových aut. K vypálení tzv. DPF (filtr pevných částic pro naftový motor) je potřeba zvýšit teplotu spalin, a to zvýšením dávky vstřikovaného paliva - ať už přes vstřikování přímo do válců nebo přes speciální vstřikovač ve výfuku. Auto proto hůř jede a má vyšší spotřebu. U filtru pro benzinový motor, anglicky označovaného GPF, tato situace nehrozí.

Konstruktéři napříč automobilkami se dušují, že při normálním používání benzinového auta s GPF nebude nucených regenerací vůbec potřeba. Jednak mají zážehové motory vyšší teplotu spalin, při provozu proto bude i GPF zahřátý na vyšší teplotu a má mnohem více šancí se vypalovat průběžně za jízdy. A jednak vypalování filtru pomůže režim brzdění motorem - tedy jízda bez plynu se zařazeným převodem. V takové situaci motor jen přečerpává nasátý vzduch, do kterého nejde žádné palivo.

Přesto samozřejmě může nastat situace, kdy bude přece jen potřeba spustit nucenou regeneraci GPF - typicky při krátkých jízdách se studeným motorem. Zanesený filtr je potřeba stejně jako u turbodieselu vypálit umělým navýšením teploty spalin a zapálením částic. Řešení je přesně opačné: ochuzení směsi. Benzin totiž v zážehovém motoru neslouží jen k vykonání práce, ale také k ochlazení spalovacích prostorů, potažmo výfukového potrubí.

Své o tom z praxe vědí například majitelé starších Fabií s motory 1,2 HTP a osmiventilovým 1,2 TSI. Řídicí jednotky těchto motorů své relativně malé katalyzátory pod zátěží ochlazovaly zvýšením dávky paliva, a proto tyto motory při velmi rychlé jízdě dosahovaly nepochopitelně vysoké spotřeby.

Umístění GPF filtru

Pro umístění GPF existují dvě polohy. Obecně méně vhodnou, ale leckdy z konstrukčního hlediska nakonec výhodnější, je jeho instalace na začátek horizontální části výfukového potrubí pod autem. Tak to třeba mají nové generace Fordu Focus a Kii Ceed, jak uvedl magazín Svět motorů Speciál. V takovém případě je filtr umístěný ve společném obalu s katalyzátorem a nahrazuje stávající oxidační katalyzátor. Takové uspořádání se někdy označuje cGPF (uzavřený filtr pevných částic) a zajišťuje rychlé a snadné ohřátí filtru na provozní teplotu.

Provedení cGPF použili konstruktéři například u modernizované Škody Fabia s motorem 1,0 TSI, stejnou cestou se vydal i Fiat u nových přeplňovaných motorů 1,0 a 1,3 l z řady Firefly nebo Renault u nové generace svých benzinových agregátů.

Vedlejší výhodou je, že tato architektura nutí motoráře k efektivnímu řešení dalších částí - použití kompaktních výfukových svodů s vodním chlazením a umístění turbodmychadla co nejblíž motoru. Pro cGPF je také typická kompaktní konstrukce, což je zároveň odpověď na otázku, která mnoho zájemců o nové benzinové auto trápí.

Filtr pevných částic se bude blízko motoru téměř vždy vypalovat přirozeně, jeho životnost by měla být stejná jako u klasického třícestného katalyzátoru a pokud by náhodou došlo na výměnu cGPF, cena dílu a pracnost výměny budou srovnatelné se stávajícími katalyzátory.

Vzhledem k tomu, že GPF zhoršuje průchodnost výfukového potrubí, je část viny nepochybně na něm. Ve skutečnosti tak přítomnost filtru pevných částic v benzinovém autě přináší jedinou praktickou nevýhodu.

tags: #emise #benzinoveho #motoru #prime #vstrikovani #normy

Oblíbené příspěvky:

• Ekologické zateplovací panely
• Letní večer
• Dobrovolnictví v ochraně přírody v ČR
• Tipy pro efektivní třídění odpadu
• Zkušenosti s vybavením pro život v přírodě