PDI: budoucnost zážehového motoru

Koncern Siemens VDO nedávno představil nový systém přímého vstřikování benzínu do válců motoru, který poprvé využívá spalování řízené paprskem. Za zkratkou PDI nehledejte tedy další variaci na téma diesel, nýbrž budoucnost zážehového motoru, který bude mít až o 20 % nižší spotřebu.

Přímé vstřikování, uvedené v roce 1997 značkou Mitsubishi Motors pod názvem GDI, bylo zavedeno velkými automobilkami s cílem nabídnout vyšší výkon a současně nižší spotřebu zážehového motoru. To vše v době, kdy jsou hitem dieselové motory, kterým pomohlo přímé vstřikování na začátku devadesátých let ke slávě. Na jednoznačný úspěch přímého vstřiku benzínu se stále čeká.

První generace přímovstřikových zážehových motorů využívá spalování chudé (vrstvené) směsi pouze v omezené oblasti nízkých zatížení, které jsou časté v

evropském jízdním cyklu, ale bývají řídké v provozu, takže výsledná úspora paliva v praxi bývá zanedbatelná. Myšlenka rozvrstvit bohatší směs kolem zapalovací svíčky je společná jak současné generaci motorů s přímým vstřikem benzínu, tak druhé generaci, která využívá spalování řízené vstříknutým paprskem paliva. Dnes je palivo běžně vstřikováno tam, kde ústí sací kanál do spalovacího prostoru. Snadno spalitelná bohatá směs je přiváděna ke svíčce až vírem nasávaného vzduchu. U systému PDI je nově palivo vstřikováno přímo před zapalovací svíčku, což umožní rozšíření režimu spalování vrstvené směsi. Spalování řízené paprskem klade vysoké požadavky na vstřikovací tlak, rychlost a přesnost vstřikovaného množství paliva. Tyto požadavky však současné komponenty vstřikování zážehových motorů nesplňovaly.

Tím se dostáváme k objasnění „dieselové“ zkratky PDI. Základem nové technologie tvorby směsi se staly nové komponenty: piezoelektrický vstřikovací ventil, vysokotlaké palivové čerpadlo a nová řídící jednotka motoru. Tak jako jsme nedávno byli svědky zrodu nové etapy vývoje u vznětových motorů díky piezovstřikovačům (Siemens VDO v r. 2000, Bosch 2003), jsme nyní svědky podobného kroku také u zážehových motorů. Velmi rychlý piezoelektrický vstřikovač dovede plně otevřít trysku během 0,2 milisekundy a současně je schopen odměřit i při malých množstvích paliva dávku s přesností na 2 %. Piezovstřikovač umožní navíc časově přesné umístění několika menších vstřiků paliva do válce během jednoho cyklu v nízkých a středních zatíženích, což přinese stabilní spalování. Další výhodou piezovstřikovačů, která přispěje k lepšímu dávkování paliva, je možnost pouze částečného otevření/uzavření trysky a tím zmenšení vstřikovaného množství.

Pro dobré spalování paliva je potřeba benzín dostatečně rozprášit. Vstřikovací tlaky kolem 200 bar znamenají, že střední průměr kapek rozprášeného paliva je jen 0,015 mm. Tyto tlaky dovede vyprodukovat nově vyvinuté vstřikovací čerpadlo s axiálními písty s odměřováním množství paliva. Pro maximální účinnost čerpadla byly třecí ztráty sníženy mimo jiné samostatným mazacím olejovým okruhem a speciálním uložením hřídele čerpadla.

Nová 32bitová řídící jednotka nyní, vedle běžných funkcí takového počítače, řídí také výšku a rychlost zdvihu jehly vstřikovače a počet vstřiků do jednoho válce (max. 3) za jeden pracovní cyklus.

20% snížení spotřeby paliva zážehového motoru je lákavá novinka nejen pro BMW a Mercedes-Benz, které již druhou generaci přímého vstřiku avizovali. Věřme, že se po zavedení do sériové výroby neobjeví zase nějaké ale. Zážehový motor to totiž začíná mít vedle vynálezu Rudolfa Diesela hodně těžké…

reklamní sdělení:

… více o automobilech BMW se dozvíte na www.renocar.cz. Konkrétní ceny, technické specifikace, doplňkovou výbavu a zajímavou nabídku skladových vozů najdete na stránkách smluvního partnera BMW AG fa. RENOCAR BMW.