TAD Praha

Piezotec2000 - popis:

 

Systém Common Rail s přímým vstřikem pro vznětové motory je osazen přímo ovládaným vstřikovačem v němž piezokeramický ovládač uvádí do činnosti jehlový ventil vstřikovače přímo bez zásahu servo hydraulického okruhu používaného u ostatních vstřikovačů systému Common Rail. To umožňuje oproti většině běžných vstřikovacích technologií rychlejší a přesnější vstřikování paliva vstřikovačem do spalovacího prostoru vznětového motoru a za vyššího tlaku (přes 2000 bar). U naftových motorů se tato inovace projevuje až 10 procentním zvýšením krouticího momentu a výkonu, až 30 procentním snížením emisí výfukových plynů a nižší spotřebou paliva ve srovnání s nejlepšími servo-piezoelektrickými soustavami, které jsou v současnosti na trhu. U vstřikovačů s přímým vstřikem Delphi je funkce hydraulického okruhu nahrazena charakteristickými vlastnostmi piezokeramických ovládačů: to je především vysokou silou a rychlostí v efektivním souboru.

 

Piezokeramické vstřikovače využívají piezoelektrický materiál k vyvolání pohybu při svém nabuzení elektrickým napětím. Pohyb vyvolaný piezoelektrickým efektem zajišťuje otevření vstřikovače. K otevření a zavření jehlového ventilu vstřikovače a vstřiku vysokotlaké motorové nafty do motoru je zapotřebí méně než 100 mikrosekund. Přitom lze v tomto velice krátkém okamžiku provést pět (a možná i více) vstřiků během jednoho zážehového cyklu motoru. Navíc, tento radikálně nový princip činnosti vstřikovače nepotřebuje žádná okruh zpětného toku paliva. To znamená, že dochází ke vstříknutí veškerého paliva a do vratného okruhu se nedostane žádné vysokotlaké odpadní palivo. Soustava bez vratného okruhu je unikátní a odlišuje systém Common rail s přímým vstřikem firmy Delphi od jejích konkurentů. Současně také umožňuje změnšení konstrukčních rozměrů vysokotlakého čerpadla, což nepochybně přispívá k zlepšení úspory paliva uvnitř motoru.

 

Typické použití: Díky systému Common Rail s přímým vstřikem firmy Delphi bude pro střední a těžké nákladní automobily snazší vyhovět budoucím předpisům legislativy o emisích výfukových plynů (Euro V a US stupeň II, Bin 5), a to především úplným odstraněním nebo snížením potřeby cenově nákladných zařízení na odstraňování kysličníků dusíku (NOx) z výfukových plynů. Zahájení výroby tohoto systému Common Rail s přímým vstřikem firmy Delphi se plánuje na rok 2007.

 

Přínosy v oblasti výkonu: Systém Common Rail s přímým vstřikem firmy Delphi může nabídnout řidičům až o 10 procent vyšší výkon a krouticí moment, dále až 30 procentní snížení obsahu sazí (PM) a emisí NOx ve výfukových plynech, snížení hlučnosti motoru, lepší jízdní vlastnosti a zvýšení úspory paliva ve srovnání s nejlepšími, v současné době běžně dostupnými, servo-piezoelektrickými soustavami.

 

Součástka - přínosy

 

Piezokeramické vstřikovače

 - Zlepšení schopnosti vícenásobného vstřiku

 - Zvýšení úspory paliva a výkonu

 - Snížení emisí ve výfukových plynech

 - Snížení hlučnosti

 - Vynikající stabilita během celé životnosti Eliminace chladiče zpětného toku paliva (neexistuje žádní zpětný únik paliva)

 

Vysokotlaké čerpadlo

 - Schopné dosáhnout špičkového tlaku v hodnotě až 2000 bar

 - Modulární konstrukce čerpadla s rozsahem 0,6 až 1,2 cm3/ot. Je osazeno na vstupu integrovaným dávkovacím ventilem, omezovačem tlaku, snímačem teploty a přečerpávacím čerpadlem Common Rail Bude osazen v současné době vyvíjeným vysokotlakým ventilem schopným vydržet tlak v hodnotě až 2000 bar

 

Elektronická řídicí jednotka (ECU

 - Je osazena 32 bitovým procesorem Pilotní regulace akcelerometrem (APC) „sleduje“ motor a koriguje minimální budicí impuls po celou dobu jeho životnosti

 

Pro výrobce původních zařízení systém Delphi Common Rail s přímým vstřikem nabízí následující:

 

§ Zvýšení přesnosti vstřikovaného množství paliva, což umožňuje zlepšení emisí a snížení hlučnosti

§ Vyšší rychlost jehly trysky (rychlost je dva až třikrát vyšší než u servo-hydraulických systémů). To umožňuje vstřik ve tvaru dvojnásobné dávky poskytující větší průtok paliva a následně vyšší výkon a krouticí moment při nižší spotřebě paliva.

§ Neexistence zpětného toku paliva a tím eliminace potřeby chladičů vratného paliva.

§ Schopnost vícenásobného vstřiku s vysokou stabilitou množství paliva umožňující snížení emisí a poskytující flexibilitu v používání zařízení následného zpracování výfukových plynů.

 

Pokroková technologie vznětových motorů:

 

Oblíbenost vozidel jezdících na motorovou naftu celosvětově roste. V Evropě je přibližně jeden automobil ze tří nově prodaných osazen vznětovým motorem. Tento vzestup popularity je vyvolán mnoha příčinami.

 

Zákazníci přichází totiž na to, že vznětové motory nabízí:

 

§ Lepší výhřevnost paliva: Vznětové motory pro osobní vozy a lehké nákladní automobily spotřebovávají zpravidla o 30 až 40 procent méně paliva než benzínové motory stejného výkonu za jinak obdobných podmínek.

§ Vyšší krouticí moment: Pro vznětové motory je typický vyšší krouticí moment při nízkých otáčkách motoru ve srovnání s benzinovými motory za jinak obdobných podmínek, čímž jsou pro jízdu stále více přitažlivější.

§ Nižší emise skleníkového plynu: Nižší spotřeba paliva se pozitivně projevuje i v nižších emisích kysličníku uhličitého.

 

Na výrobcích vznětových motorů se však při neustále se zvětšujících poptávkách po vozidlech vybavenými těmito motory požaduje vyhovění přísným normám na emise naftových motorů. Tyto normy se v jednotlivých státech světa liší a představují jeden z faktorů vývoje pokrokové technologie vznětových motorů.

 

Jednou z cest přispívající ke zvýšení hustoty výkonu naftových motorů a současně k snížení emisí výfukových plynů je zvyšování vstřikovacího tlaku. Zvýšená hustota výkonu také umožňuje konstrukci menších motorů – a snížení spotřeby paliva – a to bez snižování výkonu

 

K uspokojení nových požadavků na zvýšení vstřikovacího tlaku lze vysledovat dvě oblasti možného zlepšení, a to zvýšení pevnosti vstřikovačů tak, aby mohly vydržet zvýšený počet spalovacích cyklů a dále zavedení nové rodiny vstřikovacích čerpadel, které by byly schopné pracovat při tlacích až 2000 bar. Navíc firma Delphi za účelem minimalizace jakéhokoliv bránění v průtoku paliva provádí optimalizaci vstřikovačů a celé hydraulické soustavy. Kromě zvyšování účinnosti vstřiku paliva firma Delphi se také zabývá výzkumem a vývojem zdokonalených uzavřených regulačních obvodů určených pro vznětové motory. Zajištěním toho, že řídicí systém motoru (EMS) dodává vzduch, recirkulované výfukové plyny a palivo ve správně stanovených množstvích a ve správném okamžiku, lze zkonstruovat takový vznětový motor, který bude pracovat v užších tolerancích své schopnosti, což bude mít nepochybně pozitivní dopad na zvýšení výkonu a krouticího momentu při trvale nízkých emisích výfukových plynů a nízké spotřebě paliva. Došlo k vylepšení jak pilotní regulace akcelerometrem (APC), tak i individuální charakterizaci vstřikovačů (I2C,I3C), což nepochybně přispívá k tomu, aby vznětové motory lépe dodržovaly požadavky norem na emise výfukových plynů Euro IV.

 

Firma Delphi plánuje výrobu lineárních snímačů kyslíku, které by lépe regulovaly poměr směsi palivo/vzduch a zpětnou vazbu ze spalovacího procesu tak, aby spálení směsi proběhlo vždy jen ve správném časovém okamžiku. Pomocí těchto vylepšení v technologii vstřiku paliva, regulace a spalovacího procesu lze vyrobit motor s hustotou výkonu v 65 kW/litr a více, který bude vyhovovat nejrůznějším normám na kvalitu paliva na celém světě.

 

Přednosti výrobků firmy Delphi:

 

Firma Delphi je v současné době jediným dodavatelem zařízení na vstřikování paliva s vlastními konstrukčními a výrobními kapacitami pro katalyzátory výfukových plynů motorových vozidel. Navíc nabízíme i dílčí vzduchové soustavy, komponenty recirkulace výfukových plynů a snímače, které poskytují výrobcům vozidel velmi širokou paletu řídicích soustav motoru a příslušných komponentů. Firma Delphi může integrovat řídicí vzduchové a palivové systémy, dále systémy následné úpravy výfukových plynů a s tím spojené elektronické regulační prvky a snímače, a tak přispět k výrobě komplexních regulačních systémů vznětových motorů vyhovujících požadavkům norem na emise výfukových plynů na celém světě.

 

Vzhledem k zvýšenému spalovacímu poměru směsi palivo/vzduch, vznětové motory přirozeně běží na „chudou“ směs, což má za následek lepší složení emisí výfukových plynů, především v nižších hodnotách kysličníku uhelnatého (CO), uhlovodíku (HC) a kysličníku uhličitého (CO2). Nicméně, naftové motory mají ve srovnání s benzínovými motory tendenci k vývinu vyšších hodnot kysličníků dusíku (NOx) a sazí (PM). Vyšší hodnoty NOx jsou důsledkem vyšších teplot a nadbytečného kyslíku při spalování „chudé“ palivové směsi. Vyšší hodnoty sazí (PM) jsou způsobeny nízkými hodnotami kyslíku vyskytujícího se kolem jednotlivých kapiček rozprášeného paliva. (Je to důsledek nekompletní směsi palivo/vzduch v palivové soustavě, protože motorová nafta se oproti benzínu podstatně hůře odpařuje). Vyšší hodnoty těchto dvou látek v proudu výfukových plynů urychlily proto extenzívní výzkum metody jejich minimalizace.

V současné době firma Delphi vyvíjí lapače sazí a oxidů dusíku vznětových motorů (DNPT) a již vyrábí lapače katalyzovaných sazí výfukových plynů vznětových motorů (DCPT), které ve vzájemné součinnosti mají potenciál téměř úplně eliminovat NOx a saze vycházející z výfuku.

 

Výzkumný program firmy Delphi je zaměřen jak na zdokonalení konstrukce, tak i na výrobu těchto komponentů, což společně s regulační strategií povede k maximálně možnému využití zařízení jako součásti EMS. Se svými rozsáhlými zkušenostmi v oblasti následného zpracování výfukových plynů má firma Delphi dostatek technických znalostí na to, aby její výrobky splnily požadavky norem Euro V a US oddíl II, Bin V, které pravděpodobně vejdou v platnost v druhé polovině tohoto desetiletí.

 

Firma Delphi vlastní dvě vývojová střediska systémů Common Rail, pět organizací aplikovaného výzkumu naftových motorů v Evropě, Asii a ve Spojených státech, přičemž jejích téměř 8 000 pracovníků se neustále snaží zdokonalovat technologie naftových motorů. Firma Delphi má dále 13 výrobních závodů, které vyrábí komponenty soustav vznětových motorů v osmi zemích světa a které jsou schopny včas zajistit jejich potřebné dodávky.