S článkem o tom, co je lepší, jestli přímý nebo nepřímý vstřik, píchneme do vosího hnízda. Určitě se totiž ozve spousta lidí, kterým se bude zdát, že některé z těchto technologií jsme ublížili. A budou to patrně zastánci obou táborů.
Je lepší přímý nebo nepřímý vstřik?
Články na téma vysvětlení pojmů:
- Co je pohon 4x4 a jaké jsou druhy a označení
- Co je to systém auto hold
- Co je neodpružená hmotnost auta
- Co je poloosa u auta
- Vybržďování - co to je a proč k němu dochází
- Je lepší přímý nebo nepřímý vstřik? - právě čtete
- Dvouhmotový setrvačník - projevy závady
- Co je krouticí moment motoru
- Nízkotlaké přeplňování aneb měl Saab pravdu?
- Základy mechaniky řízení: záklon a závlek rejdového čepu
- Základy mechaniky řízení: odklon kola a čepu řízení
- Stabilizátory a jejich úloha v autech
- Řízení auta – jak převést pohyb volantem na kola
- Problémy přímého vstřikování paliva
- Hnací hřídel – co to je?
- Neodpružená hmotnost – opravdu chcete velká kola?
- Funkce Auto Hold – co to je?
Důvodem je, že rozsoudit se to nedá. Jde o perspektivu. Záleží, z jaké strany se na to díváme. Záleží, z jaké strany to postrčil ten který výrobce. Záleží… Prostě záleží na spoustě věcí. Tak si je krátce popišme.
Nepřímý vstřik
Čerpadlo s menšími tlaky dopraví palivo do trysky, která je umístěna v sacím kanálu. Proudící vzduch s sebou strhne rozprášené palivo a unáší ho přes ventily do válce. Už v této chvíli hovoříme o směsi, protože maličké kapičky paliva se rychle odpařují. Ve válci už homogenní směs víří a následně je zapálena svíčkou. Hoří v kulových plochách směrem od svíčky (zapalovací či žhavicí) v přibližně rovnoměrné rychlosti a vektoru.
Přímý vstřik
Velmi podrobně jsme ho popsali už ve článku o koncernových agregátech FSI. Ale pro připomenutí tak nějak všeobecně. Vzduch je nasávaný do válce samostatně a teprve do válce je vstříknut těsně před zážehem několikanásobný paprsek paliva pod velmi vysokým tlakem. Palivo nemá čas se rozptýlit a vznikají plochy s různou koncentrací paliva. To ovšem nezabrání svíčce v zažehnutí směsi (u svíčky samozřejmě bohatší).
Z hlediska mechaniky
Pojďme si rozdělit výhody a nevýhody ne po plusech a minusech jednotlivých typů, ale právě z toho úhlu pohledu. Začneme u mechanických částí. Tady těžce vede nepřímý vstřik. Už od samého počátku je na tom lépe. Potřebuje řádově nižší tlaky, takže i méně náročné čerpadlo. Vstřikovače nepotřebují být připraveny na vysoké teploty. Prostor válce má lepší mechanické parametry co do přestupu tepla, mechanické pevnosti apod. Přímý vstřik s 250 bary tlaku v common railu je na tom samozřejmě výrazně hůř. Už jen to, že musí dělit čerpadlo na podávací a vysokotlaké je problém. A pak navrtejte do spalovacího prostoru do toho neproblematičtějšího místa hlavy díru a do ní strčte něco z úplně jiného materiálu…
Z hlediska dopravní účinnosti
Tady vyhrává zase přímý vstřik. Do válce se nabere pouze vzduch a nemusí se hledět na všechny možné parametry, jako je otevření ventilu, akceleraci, teploty motoru, EGR ventilu apod. To všechno si motor „očichá“ a jen v počítači tomu uzpůsobí čas a dobu vstřiku. A klidně i několika vstřiků. Vše pak přesně pošle přímo tam, kde je to zapotřebí. Tlaková ztráta tu je pouze v plnění vzduchem ovšem s tou motor nepracuje. Ví, kolik vzduchu si nasál a podle toho mu počítač řekne, kolik toho má vstříknout. Až na tlakovou ztrátu, která je samozřejmě kvůli vysokým tlakům obrovská, je dopravní účinnost fantastická.
Z hlediska výkonu
Tak tady za kratší konec tahá nepřímý vstřik. Představte si to jednoduše: nasajeme vzduch, proženeme ho k válci, vstříkneme do něj palivo, to se odpařuje, honíme směs po válci, ta se ohřívá a ohřívá a pak to vše zapálíme. A teď přejdeme k přímému střiku. Nasajeme vzduch, který vstoupí do válce, kde se roztočí, ohřívá se a ohřívá a najednou je do něj vstříknuté studené palivo a okamžitě se zapaluje. Chápete? Zásadní rozdíl je v teplotě paliva. Studené palivo znamená, že nedochází k neřízeným samozápalům, protože palivo se prostě nedokáže tak rychle odpařit. Můžeme tak výrazně zvýšit množství vzduchu dodané do válce (třeba přeplňováním), aniž bychom se tomuto problému vystavili.
Z hlediska spotřeby
Opět tu extrémně vede přímý vstřik. Tím, že dokáže spálit vrstvenou směs, dokáže pracovat s výrazně chudší směsí. Výše jsme uvedli, že tu je výhoda v možnosti vyššího kompresního poměru nebo tlaku vzduchu ve válcích, a tedy i vyššího výkonu, ale teď můžeme říct, že tato výhoda není vykoupena vyšší spotřebou! Moderní přeplňovaný motor s přímým vstřikem má najednou stejné nebo lepší parametry v širokém rozmezí pracovních otáček, než atmosférický nepřímovstřikový agregát.
Také čtěte
Z hlediska emisí
Nižší spotřeba = nižší emise. Tahle rovnice tu platí jen částečně. Ano, snižují se emise, ale jen některé. Například nedokonalým spalováním vzniká výrazně víc sazí. A ty se nám vůbec nelíbí. Můžeme je eliminovat až ex-post, ale ani to není dokonalé. Saze nám totiž vadí i ve válci.
Z hlediska spolehlivosti
Tady drtivě zase vyhrává nepřímý vstřik. U přímého se nám objevuje hromada sazí, příliš vysoké teploty u svíčky a vstřikovačů. A tak nám spalovací prostor karbonuje. A to dost. Trysky se zanášejí a ventily dostávají zabrat horkými body od úsad. Pecky na zapalovacích svíčkách jsou standardem. A EGR ventil… I když se technikům největší problémy podařilo upravit (například zanášení EGR ventilů – viz. článek o nich), stále to není ono. Nejlepší je tankovat kvalitní paliva, mít hodně čisticích aditiv, občas motor pořádně „prohnat“ a možná to bude lepší.
Co tedy vyhrává? Paradoxně nic. Je to něco mezi – automobilky používají zdvojené vstřiky – jedny do sacího potrubí, druhé do spalovacího prostoru. Oba mají svoje silné s slabé stránky. Co automobilka, ta si to dělá jinak. Některá používá systém podle vážení vzduchu, další podle otáček, střídají je, stříkají oběma naráz… Podívejte se například na systém Toyoty D-4S:
Zdroj info: Bosch, Toyota.
Zdroj médií: Bosch, YouTube (https://youtu.be/GtDd7G44HkM).
Zdroj médií: Bosch, YouTube (https://youtu.be/GtDd7G44HkM).
