Struktura

Přeplňování motoru

Přeplňování motoru

Je jednoduchý a velmi účinný způsob zvyšování výkonu motoru bez nutnosti zásadní změny konstrukce motoru. Dosáhne se toho dopravou vzduchu do válce přetlakem, tj. přeplňováním válců větším množstvím vzduchu. Tím se lépe spalují chudé směsi, sníží se spotřeba paliva a množství škodlivin ve výfukových plynech. Zvyšujeme-li výkon motoru přeplňováním o 20 až 30%, není třeba žádných zvláštních úprav motoru nebo chladicí soustavy. Většinou se pouze úměrně sníží kompresní poměr.

Dynamické přeplňování

  • vzduch proudící sacím potrubím má určitou pohybovou energii

  • otevřením sacího ventilu se vyvolá zpětná tlaková vlna, která se pohybuje proudem vzduchu zpět rychlostí zvuku a naráží na otevřeném konci sacího potrubí na klidné prostředí

  • zde se tato vlna opět odráží a pohybuje se zpět k sacímu ventilu

  • pokud jej zasáhne v době, kdy je právě otevřený, způsobí zlepšení plnění válce a vzniká efekt přeplňování

  • frekvence vlnění závisí na délce sacího potrubí a rychlosti proudění vzduchu dané otáčkami motoru

  • výhodou je vyšší točivý moment a jeho lepší průběh, vyšší výkon motoru při středních i vysokých otáčkách a snížení emisí výfukových plynů

 

       Pulzační přeplňování kmity v sacím potrubí

Každý válec má samostatné sací potrubí vhodné délky. Rozkmitání sloupce proudícího vzduchu vyvolává sání pohybem pístu. Pulzaci v sacím potrubí lze vytvořit:        

  • Přepínáním sacího potrubí s proměnnou délkou

    • jedná se o kombinaci krátkého a dlouhého sacího potrubí

    • v dolní oblasti otáček proudí vzduch dlouhým tenkým sacím potrubím

    • při vyšších otáčkách nastane zkrácení větví sacího potrubí tak, že dojde k otevření klapek, které jsou ovládány elektricky nebo elektropneumaticky. Všechny válce nasávají vzduch krátkým, širokým sacím potrubím přímo

 

obrazek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 1: Sací potrubí s proměnnou délkou

 

  • Plynule regulovaným sacím systémem

    • prstenec rotoru, který mění polohu sběrače, se v závislosti na otáčkách otáčí a přizpůsobuje jim účinnou délku sacího potrubí

    • otáčení prstence provádí krokový motor 

      

      Rezonanční přeplňování

Rezonance je zesílené vlastní kmitání kmitajícího systému. Kmitočtem otvírání ventilů se ovlivňuje kmitočet kmitajícího sloupce nasávaného vzduchu.

  • Rezonanční kombinované sací potrubí

    • jedná se o kombinaci rezonančních systémů přeplňování s jednodušším systémem dynamického sacího potrubí, čímž je naplno využit efekt dynamického přeplňování

    • rezonanční přeplňování zlepší plnění v dolní až střední oblasti otáček; ve vysokých otáčkách zlepšené plnění zajistí pulzační přeplňování

    • přechod mezi oběma režimy je zajištěn otevíráním a zavíráním klapky, oddělující sací potrubí od rezonanční nádoby

 

Cizí přeplňování

Vnějším dmýchadlem se do válce dopravuje větší množství vzduchu, než by se do válce dostalo přirozeným sáním.

      Turbodmýchadlo poháněné výfukovými plyny

 

obrazek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 2: Turbodmýchadlo

 

  • dmýchadlo stlačující vzduch do válců je poháněno turbínou, využívající energie výfukových plynů

  • obě lopatková kola jsou spojena hřídelí a dosahují 50 000 až 400 000 ot/min

  • efektivního účinku je dosaženo až ve středních nebo vyšších otáčkách

  • dochází zde zároveň ke zpoždění reakce na změnu polohy pedálu plynu, protože výfukové plyny svou setrvačností nemohou sledovat rychlé změny zatížení

  • dmýchadla pracují s malými ztrátami a neodebírají k zajištění svého pohonu výkon z klikové hřídele motoru

  • plnicí vzduch se stlačením v dmýchadle zahřeje až na 180 °C, a proto je nutné, aby byl před vstupem do válců ochlazen v tzv. mezichladiči. Tím se zvýší jeho hustota pro plnění válců a výkon motoru vzroste

  • zároveň je zde nutná regulace plnicího tlaku, protože tlaky plnění motoru nesmí překročit určité hodnoty, jinak by mohlo dojít k poškození motoru

  • snižování plnicího tlaku dmýchadla se provádí buď vedením části výfukových plynů obtokem mimo kola turbíny, nebo změnou geometrických rozměrů průtočného průřezu turbíny (naklápění rozváděcích lopatek)

 

       Kompresor s mechanickým pohonem

  • Rootsův kompresor (dmýchadlo)

 

obrazek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 3: Rootsovo dmýchadlo

 

  • je přímo poháněn klikovou hřídelí spínanou elektromagneticky ovládanou spojkou, která kompresor odpojuje, např. při volnoběhu, a naopak připojuje při akceleraci s plným zatížením

  • výhodou oproti turbodmýchadlům je nulový zásah do výfukového systému motoru, rychlý nárůst plnicího tlaku a vysoký točivý moment i při nízkých otáčkách

  • k pohonu kompresoru se však musí vynaložit určitá část výkonu motoru, a to v závislosti na plnicím tlaku a otáčkách

  • tyto motory mají proto vyšší spotřebu paliva než motory přeplňované pomocí výfukových plynů

 

obrazek

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Obr. 4: Motor Audi s Rootsovým dmýchadlem

Zdroje

  • GSCHEIDLE, Rolf.  Příručka pro automechanika. 3. vyd. Praha: Sobotáles, 2007, 688 s. ISBN 978-80-86706-17-7.
  • JAN, Zdeněk a Bronislav Ždánský. Automobily III Motory. 4. vyd. Brno: Avid, 2007, 165 s. ISBN 978-80-903671-7-3.
  • KLŮNA, Jindřich a Jiří KOŠEK. Příručka opraváře automobilů. 2. vyd. Praha: SNTL, 1993, 482 s. ISBN 80-03-00568-X.
  • VLK, Fantišek. Vozidlové spalovací motory. 1. vyd. Brno: Nakladatelství a vydavatelství VLK, 2003, 580 s. ISBN 80-238-8756-4.

Obrázky

Otestuj se

Test zde.

Logolink