IFPEN benzines és dízel járművek
Megtalálása óta az autót főként egy négyütemű belső égésű hőmotor hajtja. Európában főleg benzin (szikragyújtású motor) vagy dízel (dízelmotor).
A jelentős technológiai fejlődés lehetővé tette a hőmotorok hatékonyságának növelését az energiatakarékosság és a szennyezőanyag-kibocsátás drasztikus csökkentése céljából. Az ökológiai szempont a motorfejlesztés kutatásának középpontjában áll.
A belső égésű motor működése
Az autóipari belső égésű motor általában a következőkből áll: több égéstér. Mindegyiket a hengerfej, a henger és a dugattyú határolja.
A motor architektúrája szintén a hajtórúd-hajtókar kinematikája amely lehetővé teszi a viszonzó egyenes vonalú mozgás (a dugattyú elmozdulása) forgó mozgását (a főtengely forgása).
A az üzemanyag-keverék (levegő-üzemanyag-keverék) elégetése a kamrában minden ciklusban a gáznyomás növekedésével jár, amely lehetővé teszi a dugattyú és a hajtórúd-forgattyús rendszer mozgását.
A főtengely a mechanikus sebességváltó alkatrészekhez (sebességváltók, sebességváltó tengelyek stb.) csatlakozva, mozgása lehetővé teszi a jármű kerekeinek meghajtását. A sebességváltó lehetővé teszi a kerekek forgási sebességének a motor sebességéhez történő igazítását.
A motor teljesítmény elsősorban az égés során felszabaduló energia mennyiségétől, tehát az égéstérben lévő tüzelőanyag-keverék mennyiségétől függ. Ezek tehát közvetlenül kapcsolódnak a kamra térfogatához (egység lökettérfogat), a motor kamráinak vagy hengereinek számához (teljes lökettérfogat) és a befecskendezett üzemanyag mennyiségéhez.
Miért a "4-ütemű motor" név ?
Ez a négyszer szükséges az üzemanyagban lévő kémiai energia mechanikai energiává történő átalakulásának ciklusához.. Mindegyik idő a főtengely forgásának egy félfordulatának felel meg (a dugattyú emelkedése vagy süllyedése). Az 1. és a 4. időt a gáztranszferekre (friss gáz és égett gáz elszívása), a 2. és a 3. időt az égés előkészítéséhez és végrehajtásához, valamint annak mechanikai energiává történő átalakításához szükséges idők jelentik.
Közvetett befecskendezésű szikragyújtású motor esetében a 4 löket az:
- Belépés (henger feltöltése). A dugattyú lemegy és beszívja a levegő-üzemanyag keveréket.
- Tömörítés. A dugattyú a levegő-üzemanyag keveréket összenyomva emelkedik, szikra keletkezik a keverék meggyújtására.
- Égés-lazítás. Ez az idő megfelel az égés fejlődésének és az égett gázok tágulásának: a dugattyút lenyomják, a kémiai energiát mechanikai energiává alakítják.
- Kipufogó (az égett gázok kiürítése a hengerből). A dugattyú felmegy és kiüríti az égett gázokat.
Dízelmotorhoz kompressziós gyújtással és közvetlen befecskendezéssel, a 4 ütem ugyanúgy zajlik, két különbséggel:
- eztiszta levegő, amelyet beengednek és összenyomnak az 1. és 2. alkalommal, majd az üzemanyagot a kompresszió végén közvetlenül a hengerbe vezetik (befecskendezéssel),
- a keverék spontán meggyullad, szikramentes, a tömörítés miatt a levegő hőmérsékletének emelkedése miatt.
Cetánszám/oktánszám
A cetánszám jellemzi a dízel üzemanyag öngyulladásának képességét.
Az oktánszám jellemzi a benzin azon képességét, hogy ellenálljon az öngyulladásnak, hogy megvédje magát az elektromos szikra által nem szabályozott égéstől (rendellenes égés, kopogás).
Mi az égés ?
1 g hagyományos üzemanyag (benzin vagy dízel) teljes elégetéséhez elméletileg körülbelül 14,6 g levegő szükséges. Ezt az ideális keveréket sztöchiometrikus keveréknek nevezzük.
A közvetett befecskendezésű benzinmotorok főleg sztöchiometrián működnek. Miután homogén levegő és benzin keveréket vezet be a motorba, az égést (a keverék gyújtását) egy szikra (szabályozott gyújtás) indítja el. Az égés egy lángfront terjedését eredményezi, amely végigsöpri az egész kamrát.
A jelenlegi benzinmotorok közvetlen befecskendezéssel: a levegő a szívónyíláson keresztül jut be, és az üzemanyag, akárcsak a dízelmotor, közvetlenül az égéstérbe kerül, ami lehetővé teszi az injekciók pontosabb szabályozását. Nincs már levegő-üzemanyag premix, ez aztán egy úgynevezett rétegezett keverék. Az égést mindig egy szikra (szikragyújtás) indítja el.