Sposojeno pri "dizlu"

Če smo pomislili, da je z dnem, ko so vplinjače zamenjale elektronske enote za nadzor vbrizga in vžiga goriva, nastalo zatišje pri razvoju teh sistemov, smo se krepko zmotili. Pri dizelskih motorjih je v zadnjih letih prav razvoj teh sistemov neverjetno hitro napredoval in če želimo iskati začetke tega, se moramo vrniti natanko deset let nazaj, v mesto Ingolstadt.

Tistega leta so namreč Audijevi strokovnjaki kot prvi predstavili dizelski motor z neposrednim vbrizgom, namenjen osebnim avtomobilom. Presenečenje, ki ga je ob tem doživela konkurenca morda ni bilo majhno, toda oči si pred tem vseeno niso zatiskali. Kaj hitro so pričeli z razvojem neposrednega vbrizga pri dizelskih motorjih tudi nekatere ostale priznane evropske tovarne, svoja dognanja pa so ob tem podkrepile še s sistemom skupnega voda (common rail). In kaj se je zgodilo? Strokovnjaki so ugotovili, da lahko prav ta sistem vbrizga preselijo tudi v bencinske motorje.

Problem neposrednega vbrizga, ki se je pojavil pri teh motorjih pa je predvsem v nizkem tlaku, ki nastaja v sesalnem kolektorju. Tega pri bencinskih motorjih namreč ustvarjajo bati in sicer pri sesanju zraka v zgorevalne prostore. Torej so morali strokovnjaki najprej najti rešitev, kako povečati tlak v sesalnem kolektorju. Možnosti sta dve. Prve so se oprijeli pri Mitsubishiju, kateri so tudi kot prvi predstavili bencinski motor z neposrednim vbrizgom (GDI). Japonski strokovnjaki so se namreč odločili, da bodo tlak v sesalnih kolektorjih povečali z dovajanjem dodatnega svežega zraka. Ta rešitev pa se je izkazal kot dovolj učinkovita le pri vbrizgu, toliko manj pa pri izpuhu.

Pri metodi presežka svežega zraka, oziroma delovanju na revno zmes zraka in goriva, predvsem v nizkem delovnem območju (pri nizkih motornih vrtljajih), namreč nastajajo bistveno povečane količine škodljivih plinov, katerih pa današnji katalizatorji še ne zmorejo dovolj učinkovito očistiti. Renault se je pri razvoju svojega motorja IDE (Injection Directe Essence) zato odločil za drugo pot. Pri njihovem motorju za povečanje tlaka v sesalnem kolektorju namreč skrbijo povratni izpušni plini, oziroma sistem EGR (Exhaust Gas Recirculation). Tu ventil za povratek izpušnih plinov, ki je nameščen na spodnji del ohišja lopute za zrak, reciklira del izpušnih plinov ter jih vrne. Sveži zrak, ki prihaja preko ohišja lopute za plin se tako v spodnjem delu združi z vrnjenimi izpušnimi plini. Na poti skozi sesalni kolektor se zmešajo in skozi dva sesalna ventila z "aerodinamičnim vrtinčenjem" vstopijo v valj. Računalnik vbrizga gorivo v valj v trenutku, ko sta sesalna ventila še odprta in sicer skozi igličasto šobo, ki je nameščena v osrednjem delu zgorevalnega prostora. Sesalni tok plinov tako posesa vbrizgano gorivo, ob tem pa nastane homogena zmes goriva, svežega zraka in povrnjenih izpušnih plinov, ki ima vrednost 1.

Ta sistem deluje pri motornih obremenitvah do 60 odstotkov in se kasneje izključi, z njim pa so pri Renaultu dosegli kar dve prednosti. Pri nižjih in srednji obremenitvah so povečali tlak v sesalnem kolektorju, hkrati pa izboljšali tudi zgorevanje in sežiganje odpadkov, ki nastanejo pri recikliranju izpušnih plinov. Rezultati, Id jih dosega novi motor, namreč znatno presegajo zahteve standarda Euro 2000, še posebej na področju emisije N0x. Sam motor pa v osnovi ni tako nov kot, se morda zdi. IDE F5R so namreč izdelali na osnovi dvolitrskega motorja F7R, ki so ga do sedaj vgrajevali v Megana Coupe in Cabriolet. Tako so ostali povsem enaki litoželezni blok, ročična gred, ojnice, izpušni kolektor in celo obe votli odmični gredi, ki krmilita valjčno vležaljene odmikače. Spremembe je namreč opaziti predvsem pri izvedbi glave motorja, saj je med obema pokrovoma nameščen skupni vod, ki gorivo dovaja neposredno v šobe pod tlakom od 50 do 100 barov, v obliki zgorevalnega prostora in vodih sesalnega kolektorja. Velik navor pri nizkih vrtljajih so namreč dosegli prav s samo zasnovo in z merami sesalnega kolektorja, ki polnjenje pri nizkih vrtljajih optimizira z največjim možnim izkoristkom.

Vrtinčenje zmesi, ki nastane zaradi oblike sesalne cevi, pa se v valju zaradi oblike bata ohrani, pri tem pa pospešuje tudi mešanje zraka in goriva ter tvorjenje homogene zmesi. Tako je potrebno prednosti novega motorja iskati prav pri navoru in porabi goriva, saj je njegova moč za 10 KM manjša od predhodnikove. Zato pa novinec zmore kar 200 Nm navora namesto prejšnjih 185 Nm, od tega jih je 170 Nm na voljo v razponu od 2.000 do 5.600 vrtljajev v minuti, pri 4.000 vrtljajih v minuti pa je navora celo za 25 Nm več kot pri predhodniku.

Ob tem je do 18 odstotkov manjša tudi njegova poraba. Pri modelu Megane Coupe so pri meritvah celotnega evropskega ciklusa izmerili celo za 1,5 litra manjšo porabo na sto prevoženih kilometrov, torej je novinec namesto 9,1 litra, porabil le 7,6 litra goriva na sto prevoženih kilometrov. Omeniti pa je potrebno, da pospeški zato niso nič slabši, nižja in še to le za 2 km/h, je le končna hitrost.

Torej vse kaže, da so pri Renaultu znanje iz dizelskih motorjev zelo dobro preselili tudi v bencinske.

revija Avto, December 1999