Kategorie

Co oznacza, że mieszanka jest uwarstwiona? Jak ją uzyskać?

Krzysztof Bednarz
Co oznacza, że mieszanka jest uwarstwiona? Jak ją uzyskać? Fot. Fotolia
Co oznacza, że mieszanka jest uwarstwiona? Jak ją uzyskać? Fot. Fotolia
Presja coraz większej ekologiczności samochodów, a jednocześnie uzyskiwania osiągów zadowalających konsumentów prowadzi m.in. do zmian w sposobie zasilania silnika. Wraz z pojawieniem się bezpośrednich wtrysków paliwa do cylindra oraz szybkich wtryskiwaczy, wprowadzono pojęcie tzw. mieszanki uwarstwionej. Co to znaczy i jak ją wytworzyć w cylindrze?

Najprościej całe zagadnienie moglibyśmy wyjaśnić jednym zdaniem. Mieszanka uwarstwiona jest to taka mieszanka paliwa i powietrza, której współczynnik λ (lambda) różni się w poszczególnych częściach cylindra. W jaki sposób mieszanka jest uwarstwiana, przedstawimy bardziej szczegółowo w dalszej części artykułu.

Zobacz też: Świece żarowe. Problemy i eksploatacja

Najpierw skupimy się na wyjaśnieniu, czym jest λ. Jest to współczynnik nadmiaru powietrza, czyli stosunek ilości wprowadzonego do cylindra powietrza do ilości powietrza, która jest niezbędna, aby paliwo mogło ulec całkowitemu spaleniu. Jeżeli lambda ma wartości powyżej 1, mówimy o mieszance ubogiej. Do cylindra w takim przypadku wprowadzono faktycznie większą ilość powietrza, niż powinno być zgodnie z równaniami stechiometrycznymi. Chemicy obliczyli więc wcześniej ile powietrza jest niezbędne do przeprowadzenia prawidłowego procesu spalania benzyny. Jeżeli współczynnik lambda jest mniejszy od 1, mieszanka przygotowana do spalenia, jest mieszanką bogatą. Znajduje się mniej powietrza niż wartość nominalna. Jaka mieszanka jest najlepsza? W silnikach benzynowych z katalizatorem dąży się do utrzymania λ=1. Jest to mieszanka stechiometryczna. W zakresie pełnych obciążeń, kiedy oczekujemy od silnika generowania większej mocy, mieszanka jest wzbogacana do około λ=0,9. Natomiast silniki diesla pracują na mieszankach ubogich. Podczas pracy w maksymalnym obciążeniu diesel pracuje na mieszance o współczynniku λ=1,6 ± 0,4. Kiedy pracuje on w zakresie wolnych obrotów, lambda wzrasta do wartości przekraczających 10.

Dlaczego wartość λ nie może być stała w całym cylindrze?

Może być stała i w większości silników właśnie taka mieszanka jest spalana. Jeżeli w każdym jej miejscu wartość współczynnika lambda jest taka sama, mówimy o tzw. mieszance homogenicznej. Jednak okazuje się, że w momencie, kiedy silnik pracuje na niskich obrotach, korzystniej byłoby zastosować mieszankę, która będzie uboga. Jeżeli do cylindra będziemy wtryskiwać mniej paliwa i korzystać z większej ilości powietrza, powstaną realne oszczędności.

Zobacz też: Świece żarowe: sprawdzenie stanu oraz wymiana

Jednak w przypadku mieszanek ubogich w cylindrze powstają jeszcze wyższe temperatury, a w dodatku katalizator silnika benzynowego nie redukuje tlenków azotu tak skutecznie jak podczas pracy na mieszance stechiometrycznej. Konstruktorzy musieli również zadbać o to, by reakcja spalania zachodziła równomiernie, a nie przypadkowo w różnych częściach cylindra. Dlatego, aby móc stosować mieszankę ubogą w silnikach o zapłonie iskrowym, trzeba było stworzyć możliwość jej uwarstwienia.

Jak uzyskać mieszankę uwarstwioną?

Mieszanka uwarstwiona jest wytwarzana przez szybkie, piezoelektryczne wtryskiwacze pracujące pod ciśnieniem nawet ponad 180 bar. Dlaczego muszą one być tak szybkie? Ponieważ mieszanka uwarstwiona nie poukłada się sama. W przedziale niecałych 2ms, kiedy kończy się suw ssania i przychodzi moment zapłonu mieszanki, paliwo musi być wtryśnięte kilkukrotnie. W efekcie, w momencie zapłonu przy ściankach cylindra znajduje się uboga mieszanka o współczynniku lambda przekraczającym nawet λ=2,5. Natomiast w okolicy świecy zapłonowej, gdzie powinien nastąpić łatwiejszy zapłon mieszanki, λ>1,5. To duża różnica, ale zauważmy, że nadal jest to mieszanka uboga, w której jest więcej powietrza niż w przypadku mieszanki stechiometrycznej.

Zobacz też: Dwusprzęgłowa skrzynia automatyczna Powershift

Co zyskujemy uwarstwiając mieszankę?

Zubażając mieszankę zyskujemy oczywiście wspomniane wcześniej niższe zużycie paliwa. Zubażanie mieszanki jednorodnej (homogenicznej) w silniku benzynowym prowadzi w pewnym momencie do zwiększenia wibracji. Natomiast zastosowanie warstwowego rozłożenia powietrza eliminuje ten efekt i pozwala na uzyskanie jeszcze większych oszczędności. Wprowadzenie uboższej mieszanki spowoduje również zmniejszenie ilości pozostałych w spalinach tlenków węgla. Poprzez uwarstwienie zyskuje się częściową kontrolę nad dopalaniem węglowodorów, których ilość wraz ze wzrostem współczynnika lambda, niestety również rośnie. I oczywiście katalizator ma także większe kłopoty z redukcją tlenków azotu. Tu problem rozwiązuje częściowo stosowanie recyrkulacji spalin, bądź katalizatorów zdolnych do chwilowego gromadzenia NOx i dopalania ich, gdy silnik znów pracuje na mieszance o współczynniku λ=1.

Chcesz dowiedzieć się więcej, sięgnij po nasze publikacje
KOMPLET: VAT zmiany od 1 lipca 2021 + JPK_VAT +  VAT w e-commerce
KOMPLET: VAT zmiany od 1 lipca 2021 + JPK_VAT + VAT w e-commerce
Tylko teraz
99,00 zł
119,70
Przejdź do sklepu
Źródło: INFOR
Czy ten artykuł był przydatny?
tak
nie
Dziękujemy za powiadomienie
Jeśli nie znalazłeś odpowiedzi na swoje pytania w tym artykule, powiedz jak możemy to poprawić.
UWAGA: Ten formularz nie służy wysyłaniu zgłoszeń . Wykorzystamy go aby poprawić artykuł.
Jeśli masz dodatkowe pytania prosimy o kontakt

Komentarze(0)

Uwaga, Twój komentarz może pojawić się z opóźnieniem do 10 minut. Zanim dodasz komentarz -zapoznaj się z zasadami komentowania artykułów.
    QR Code

    © Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.

    Moto
    1 sty 2000
    29 wrz 2021
    Zakres dat:
    Zapisz się na newsletter
    Zobacz przykładowy newsletter
    Zapisz się
    Wpisz poprawny e-mail

    Nissan Qashqai 2021: test japońskiej nowości z wynikiem...

    Nissan Qashqai 2021: test japońskiej nowości jasno pokazał skalę postępu tego modelu. Auto stało się bardziej dojrzałe. Ale czy dojrzałość jest dobra?

    Ciśnienie powietrza w oponach to podstawa bezpieczeństwa

    Ciśnienie powietrza w oponach – to drugie zaraz za stanem ogumienia pojęcie, które ma szczególnie duże znaczenie z uwagi na warunki trakcyjne.

    Samochody koncepcyjne: najsłynniejsze projekty na świecie

    Samochody koncepcyjne często stanowią pokaz siły. Dlatego rzadko trafiają do produkcji. I takim pokazem siły były modele zabrane na tej liście.

    Jak jeździć hybrydą? Oczywiście oszczędnie jeździć hybrydą

    Jak jeździć hybrydą? Dziś przygotowaliśmy pięć najważniejszych wskazówek dotyczących eco-drivingu w aucie o napędzie spalinowo-elektrycznym.

    NASCAR to amerykańskie F1? Trochę tak i trochę nie

    NASCAR - to hasło może niewiele mówić Europejczykom. Czy to tylko nudna jazda w kółko mocnym coupe? No właśnie nie.

    Nissan Townstar: lekki dostawczak i eko-napędy

    Nissan Townstar – według zapowiedzi firmy – ma zmienić zasady gry. To nowy, lekki dostawczak, który zaoferuje m.in. silniki benzynowe i elektryczne.

    Prototypy samochodów PRL: rewolucyjne i nieodżałowane

    Prototypy samochodów PRL, czyli historia opowiadająca o tym, jak kreatywni byli inżynierowie w czasach Polsku Ludowej. Oto 5 ciekawych konstrukcji.

    Mitsubishi Eclipse Cross plug-in: test Outlandera coupe na prąd

    Mitsubishi Eclipse Cross plug-in pożycza świetnie znany napęd hybrydowy w Outlandera i łączy go z dużo ciekawszą stylizacją. Co z tego wyszło?

    Kto ma pierwszeństwo przy zmianie pasa na środkowy?

    Kto ma pierwszeństwo przy zmianie pasa na środkowy? To jedna z wątpliwości, którą mogą mieć kierowcy na drogach wielopasmowych. Rozwiejmy ją.

    Używane pickupy do 50 tys. Oto nasza lista

    Używane pickupy do 50 tys. zł? Na naszej liście pojawia się trzech mocnych graczy. I co ciekawe, jeden z nich nie pochodzi ze Stanów!

    Jak używać sprzęgła przy hamowaniu?

    Jak używać sprzęgła przy hamowaniu? To pytanie, które często zadają sobie nie tylko kursanci... Właśnie dlatego warto poznać odpowiedź na nie.

    Jakie auto używane kupić? Te sprzedają się najszybciej i najdłużej

    Jakie auto używane kupić? To ważne pytanie. Dziś przygotowaliśmy listę tych modeli, które najdłużej i najkrócej czekają na nowego właściciela.

    Nowy SUV Lexusa, czyli marka sklonuje Yarisa Cross

    Nowy SUV Lexusa? Tak, wszystko wskazuje na to, że Japończycy rozbudują gamę aut ze zwiększonym prześwitem. Auto ma bazować na Yarisie Cross.

    Audi e-tron GT RS: Batman ma nowe auto. Przetestowałem je i ja!

    Audi e-tron GT RS wygląda jak samochód Batmana, jest szybki jak myśliwiec i lubi ciasne zakręty jak francuski pociąg TGV. Coś tu jednak nie pasuje.

    Kara za brak OC 2022 rok. Od stycznia nawet 6020 zł!

    Kara za brak OC 2022 rok, czyli od stycznia kierujący, który nie wykupi polisy zapłaci aż o 420 zł więcej. Skąd taka kwota? Winne rosnące wynagrodzenia.

    Stawki za odholowanie pojazdu w 2022 roku. Ile będą wynosić?

    Stawki za odholowanie pojazdu w 2022 roku po raz kolejny wzrosną. Ile będą wynosić? Za odholowanie auta osobowego zapłacimy... 588 zł!

    Kupowanie opon samochodowych: o czym pamiętać?

    Kupowanie opon samochodowych to zadanie odpowiedzialne. Ogumienie gwarantuje bowiem bezpieczeństwo. O czym pamiętać w czasie wyboru opon?

    Samochody z lat 80. O jakich legendach trzeba pamiętać?

    Samochody z lat 80., czyli dziś opowiemy o mieszance szaleństwa, motosportu, innowacji i... trwałości. Oto 10 aut, które na stałe zapisały się w historii.

    Fabryka Toyoty w Polsce: podwajają produkcję hybryd

    Fabryka Toyoty w Polsce podwaja produkcję napędów hybrydowych. Wynika to z dużego zapotrzebowania produkcyjnego modeli Yaris i Yaris Cross.

    Audi Q4 Sportback e-tron: stylowy, elektryczny i dostępny w Polsce

    Audi Q4 Sportback e-tron wygląda jak typowe Audi. Ma wkurzone spojrzenie i mocno sportową linię nadwozia. Jedno nie daje jednak spokoju. Ta cisza...

    Auto zastępcze na czas naprawy z AC

    Auto zastępcze na czas naprawy z AC: czy taka usługa jest rynkowym standardem? Jeżeli tak, to na czym konkretnie polega?

    Samochód zastępczy z OC sprawcy. Jakie są zasady?

    Samochód zastępczy z OC sprawcy należy się każdemu poszkodowanemu. Na jakiej zasadzie to działa? Zaraz o tym opowiemy.

    Filmowe gwiazdy za grosze. Top 5 moto-legend kina

    Samochody z filmów muszą być drogie? Zależy które wybierzesz. Dziś przygotowaliśmy listę pięciu modeli, które kosztują dziś mniej niż 30 tys. zł.

    Skierowanie na ponowny egzamin prawa jazdy. To możliwe?

    Skierowanie na ponowny egzamin prawa jazdy: kiedy otrzyma je kierowca? Gdy policjant uzna, że konieczne jest sprawdzenie kwalifikacji prowadzącego.

    Toyota Yaris Cross: hybrydowa i miejska. Co o niej wiadomo?

    Toyota Yaris Cross już w listopadzie zadebiutuje na polskim rynku. Już dziś marka zebrała blisko 1900 zamówień na to auto. Co o nim wiadomo?