Goriva Za Dizel Motore i

10
III. Goriva za dizel motore 115 III. GORIVA ZA DIZEL MOTORE III.1. PRIMENSKI ZAHTEVI PREMA DIZEL GORIVIMA Kada se rangiraju najveći svetski pronalasci onda dizel motor ima kompliment izuzetnog singulariteta: pre njega nema ništa sli čno, a sva kasnija una-  pređenja su samo tehnološke i proizvodne optimizacije osnovnog principa samo- upaljenja. Dizel motor je bio i ostao toplotna mašina najve ćeg stepena korisnosti.  Rudolf Dizel (1858-1913)  je bio mašinski inženjer koga je stalno mu čila ideja kako da realizuje adijabatsku ekspanziju. Tako glasi napomena koju je u svojim studentskim beleškama zapisao na časovima termodinamike. Prvi patent je prijavio 1892.g. uz knjigu o toplotnim motorima u kojoj je opisao novi princip paljenja u njima. To je bilo nekoliko godina posle oborenog patenta  N. Ota sudskim procesom "jer nije bio struč no obrazložen". Kasnije je na nadgrobnu plo ču  N. Ota  dodat natpis "  zač etnik industrijske proizvodnje motora". Prvi uspešni eksperimenti sa dizel motorom završeni su u firmi  MAN  u Augsburgu 1897.g. sa raznim vrstama goriva. Pošto je to bio vek uglja prvi dizel motor je ispitan na petrolej, alkohole, lož ulje i na ugljenu prašinu. Kasnije se  potvrdilo da dizel motor može da radi sa raznim vrstama goriva i to svojstvo je bilo  presudno za njegovu univerzalnu primenu od podmornica do aviona. Mnoge oblasti su rezervisane za dizel motore. Tako je u teretnim vozilima teško zamisliti bilo koji drugi pogon osim dizel motora sa direktnim ubrizgavanjem i turbo grupo nadpunjenjem. Oko 10% svih vozila su kamioni, pri čemu sa 20% učestvuju u godišnjoj kilometraži. Kod putni čkih vozila se u proseku 1/4 automobila oprema dizel motorima i taj trend će se održati u narednom periodu. Višegorivost dizel motora je uvek bilo primamljivo svojstvo. Kada se iz nafte odvoji skuplji (u EU ) benzin svi ostali delovi su tretirani kao dizel goriva. Tako je i dan-danas u nekim južno-evropskim zemljama pa i kod nas. Na pumpama je dizel gorivo jeftinije od benzina. Najnoviji ekološki trendovi su doveli do sli čne situacije kao sa benzinom: traže se uske frakcije (što podiže cene a smanjuje koli č ine), eliminišu se sumpor i aromati (  zbog emisije pa se opet diže cena) i smanjuje temperatura kraja destilacije što još jednom redukuje koli čine goriva, tabela 51. Dugo hvaljena višegorivost i visoka ekonomi čnost dizel motora su kao i svaka druga istorijska kategorija pomalo zastarele. U starijoj literaturi je teško na ći neke detalje o cetanskim i primenskim kvalitetima dizel goriva ili samo površne o metodama ocenjivanja. Sve se završavalo na fizi čko-hemijskim karakteristikama. Otkada su oto motori dostigli dizel motore po ekonomi čnosti, a nadmašili ih  po ekologičnosti primenom kataliti čkih tehnologija i reformulisanih pogonskih materijala, došlo je do fundamentalnog preispitivanja svih tradicija. Ekološki  problemi su toliko ugrozili dizel motore da postoje oblasti u kojima se zabranjuje njihova primena. Posebno motorna vozila imaju brojne zahteve. Dizel goriva u  principu imaju više od 20 % parafina koji imaju ograni čenu rastvorljivost u samom

Transcript of Goriva Za Dizel Motore i

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 1/10

III. Goriva za dizel motore 115

III. GORIVA ZA DIZEL MOTORE

III.1. PRIMENSKI ZAHTEVI PREMA DIZEL GORIVIMA

Kada se rangiraju najveći svetski pronalasci onda dizel motor imakompliment izuzetnog singulariteta: pre njega nema ništa slično, a sva kasnija una-

 pređenja su samo tehnološke i proizvodne optimizacije osnovnog principa samo-upaljenja. Dizel motor je bio i ostao toplotna mašina najvećeg stepena korisnosti.

 Rudolf Dizel (1858-1913) je bio mašinski inženjer koga je stalno mučila ideja

kako da realizuje adijabatsku ekspanziju. Tako glasi napomena koju je u svojimstudentskim beleškama zapisao na časovima termodinamike. Prvi patent je prijavio1892.g. uz knjigu o toplotnim motorima u kojoj je opisao novi princip paljenja unjima. To je bilo nekoliko godina posle oborenog patenta  N. Ota sudskim procesom"jer nije bio struč no obrazložen". Kasnije je na nadgrobnu ploču N. Ota dodat natpis" zač etnik industrijske proizvodnje motora". 

Prvi uspešni eksperimenti sa dizel motorom završeni su u firmi  MAN   uAugsburgu 1897.g. sa raznim vrstama goriva. Pošto je to bio vek uglja prvi dizelmotor je ispitan na petrolej, alkohole, lož ulje i na ugljenu prašinu. Kasnije se

 potvrdilo da dizel motor može da radi sa raznim vrstama goriva i to svojstvo je bilo presudno za njegovu univerzalnu primenu od podmornica do aviona.

Mnoge oblasti su rezervisane za dizel motore. Tako je u teretnim vozilima

teško zamisliti bilo koji drugi pogon osim dizel motora sa direktnim ubrizgavanjem iturbo grupo nadpunjenjem. Oko 10% svih vozila su kamioni, pri čemu sa 20%učestvuju u godišnjoj kilometraži. Kod putničkih vozila se u proseku 1/4 automobila oprema dizel motorima i taj trend će se održati u narednom periodu.

Višegorivost dizel motora je uvek bilo primamljivo svojstvo. Kada se iz nafteodvoji skuplji (u EU ) benzin svi ostali delovi su tretirani kao dizel goriva. Tako je idan-danas u nekim južno-evropskim zemljama pa i kod nas. Na pumpama je dizelgorivo jeftinije od benzina. Najnoviji ekološki trendovi su doveli do slične situacijekao sa benzinom: traže se uske frakcije (što podiže cene a smanjuje količ ine),eliminišu se sumpor i aromati ( zbog emisije pa se opet diže cena) i smanjujetemperatura kraja destilacije što još jednom redukuje količine goriva, tabela 51.

Dugo hvaljena višegorivost i visoka ekonomičnost dizel motora su kao i

svaka druga istorijska kategorija pomalo zastarele. U starijoj literaturi je teško naćineke detalje o cetanskim i primenskim kvalitetima dizel goriva ili samo površne ometodama ocenjivanja. Sve se završavalo na fizičko-hemijskim karakteristikama.

Otkada su oto motori dostigli dizel motore po ekonomičnosti, a nadmašili ih po ekologičnosti primenom katalitičkih tehnologija i reformulisanih pogonskihmaterijala, došlo je do fundamentalnog preispitivanja svih tradicija. Ekološki

 problemi su toliko ugrozili dizel motore da postoje oblasti u kojima se zabranjujenjihova primena. Posebno motorna vozila imaju brojne zahteve. Dizel goriva u

 principu imaju više od 20 % parafina koji imaju ograničenu rastvorljivost u samom

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 2/10

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković 116

gorivu. Zato ponašanje u hladnim uslovima zavisi od toka destilacije, a najviše njenogzavršnog dela, sastava ugljovodonika u gorivu i aditiva za povećanje tečljivosti.

Parafini i voskovi iz goriva mogu potpuno začepiti cevne vodove i prekinutidovod goriva. Uopšte, prvi start i prihvatanje opterećenja predstavlja Ahilovu petusvakog dizel motora. Postoji više fizičko-hemijskih karakteristika goriva kojima seopisuje ponašanje goriva i posredno dizel motora na niskim temperaturama.

Tečljivost je ponašanje na niskim temperaturama i zavisi od puno faktora.Kod goriva se redovno propisuju temperature: zamućenja (CP - Cloud Point ),filtrabilnosti ( CFPP - Cold Filter Plugging Point ), tečenja i stinjavanja goriva ( PP -

 Pour Point ). O njima će biti govora više puta, a posebno kod maziva.

Tabela 51: Zahtevi vozila i motora prema dizel gorivima 

 Zahtevi Kvaliteti

Vozila Motora

Osobine pogonskih materijala

Start: hladan i topao Samoupaljivost; CB i CI

 Niske temperature  Filtrabilnost; viskoznost

Snaga i momenat Gustina i sastav

Ekonomičnost i vozivost Tok krive destilacije, aditivi

 Pogonski

Vek, kvalitet, FSSEkologija;ergonomija

Izduvnigasovi;isparenja

Toplotna moć; mazivost; aromati;

 sumpor; kraj destilacije; koksni

ostatak; pepeo; primese; voda

Buka  Regularnost procesa sagorevanja

Upotrebni

Bezbednost i sigurnost  Zapaljivost i prisustvo benzina

Kod letnjih goriva granica zamućenja je 0 oC . Ta vrednost se u prelaznomdobu - kasna jesen, rana zima - lako prekorači. Opasno je prisustvo vode u gorivu jerona mrzne. U filtrima dizel goriva treba predvideti separatore vode ili ih sezonskimenjati. Od aditiva se preporučuju WASA  (Wax Anti Settling Additive) zasmanjivanje veličine i ubrzano taloženje kristala parafina ( č estice od 0.25 mm se

redukuju na 0.03 mm zavisno od vrste goriva), sl.64a. Svi standardi o kvalitetima dizel goriva striktno vode računa o sezoni i

klimatskim područ jima.Kanada i SAD su za dizel goriva uvele strožije testove i propise za najniže

temperature proticanja ( LTFT-Low Temperature Flow Test ). Od dizel goriva se traži

da je tečljivo (Cold Flow Limits) na nižim temperatura od ambijentalnih i da je razlikaizmeđu CP  i CFPP  manja od 10

oC .

 Ni visoke temperature nisu bezazlene. Ima komponenata u dizel gorivu koje brzo stare i formiraju mulj. Treba voditi računa o dužini skladištenja goriva. Posebno je nepoželjna korozija bakra u dodiru sa dizel gorivom. Ako ima vode ili njenih paraonda se pri visokim temperaturama razvijaju bakterije, mikro organizmi i gljivicekoje zapušavaju filtre za gorivo.

Gustina i viskoznost dizel goriva se redovno unose u standarde jer utiču nasnagu, potrošnju i emisiju dizel motora. Čim postoji varijacija gustine i viskoznosti

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 3/10

III. Goriva za dizel motore 117

onda ni podešavanje sistema za prečišćavanje izduvnih gasova dizel motora (izmeđ uostalog ni RIG-recirkulacije izduvnih gasova)  nije optimalno. Obe, gustina iviskoznost, se moraju kontrolisati tokom eksploatacije jer su važni pokazatelji zafleksibilne servisne sisteme, vek i kvalitet motora i vozila.

SL. 64a: PROBLEMI NISKIH TEMPERATURA 

SL. 64b: CETANSKI BROJEVII CETANSKI INDEKSI 

SL:.64c: NOMOGRAM ZA RAČUNANJECETANSKOG INDEKSA (CI ) 

Cetanski kvaliteti goriva  su od uticaja na start i stabilnost rada, emisiju i buku motora. Cetanski broj (CB) je eksperimentalna, a cetanski indeks (CI )orijentaciona računska vrednost, sl. 64b, za naftna goriva. Na ovoj slici su cetanski

 brojevi naftnih dizel goriva u  EU   mereni po dve metode ( BASF i CFR) i računaticetanski indeksi (CI ), sl.64c. Vrednosti su grupisane i ovakvi odnosi su važili pre

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 4/10

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković 118

donošenja novih Euro 3, 4 i 5 propisa. Smatra se da su cetanski brojevi niski ako suvrednosti za gorivo ispod 45 i da su visoki ako su preko 60 cetana. Samo daistaknemo dobar izbor repernih ( parafinskih)  goriva koja su tako odabrana da sesrednje vrednosti poklapaju sa onim koji najviše odgovaraju dizel motorima, oko 50cetana.

 Sklonost dizel goriva da pene, pri sipanju, stalno preti prelivanjem pre negošto se napune rezervoari. Zato se iz ekoloških i praktičnih razloga redovno dodajuaditivi protiv penjenja. Ovi i svi ostali aditivi moraju biti provereni na pojavu taloga umotoru i degradaciju uređaja za naknadnu obradu izduvnih gasova.

 Pojava taloga i č estica  na brizgaču može potpuno promeniti raspršenost

goriva i samu funkciju brizgača. Sistemi za ubrizgavanje goriva spadaju unajpreciznije mašinske sklopove i zato jako osetljive. Nečisto i/ili gorivo lošegkvaliteta može ubrzano da blokira neke od otvora na brizgaču. Jedna od mera zaštitesu detergentni aditivi u gorivu. Pošto je čistoća sistema za ubrizgavanje, a najpre

 brizgača, od značaja za snagu, potrošnju, emisiju, buku i vek ova karakteristika gorivasve više dobija na značaju.

III.2. REGULARNOST SAGOREVANJA U DIZEL MOTORIMA

Današnja motorska goriva imaju karakteristike usklađene sa zahtevimamotora i vozila. To posebno važi za dizel goriva. Pojava nenormalnog sagorevanja je

vrlo retka. Glavni problemi su usmereni na ekološke osobine dizel goriva: sumpor iaromate u gorivu i čestice ( PM ) u izduvnim gasovima.Sklonost goriva ka samoupaljenju se ocenjuje cetanskim brojem (CB). Repe-

rno gorivo je heksadekan C 16  H 34 ( parafin koji se zove normalnim cetanom) i njemu jedodeljen CB=100  jedinica. Donju graničnu vrednost ima alfa-metil-naftalin C 11 H 10 (aromatski ugljovodonik sa jednom dvostrukom vezom gde je vodonik supstituisan sa

metil grupom C 10 H 7 -CH 3 ) i njemu je dodeljen CB=0 jedinica, slika 65.

SL. 65: SIMBOLIČ NA SLIKACETANA I ALFAMETILNAFTALINA 

SL. 66: CETANSKI BROJEVIUGLJOVODONIKA 

6 8 10 12 14 16 18 20

 Broj C atuoma u molekulima ugljovodonika

0

 20

 40

60

80

100

 -20

C e t a n s k i b r o j

 n - p  a  r  a

  f  i  n  i

 O  l  e  f  i  n  i

  N  a  f 

 t  e  n  i

   A   r  o  m

  a  t  i

 

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 5/10

III. Goriva za dizel motore 119

Kada se u opitnom motoru ispituje gorivo onda novo gorivo ima CB  kaoreperno ako im se poklapa vreme od momenta ubrizgavanja do početka sagorevanja

 pod istim svim ostalim uslovima: X (cetanski broj)= 100% mešavine= X % cetana + (100 -X) % alfametilnaftalina

Kada se kao reperno gorivo koristi ceten C 16  H 32 onda ce to zove cetenski brojCeB. Za naftna goriva između njih postoji približna relacija CeB= 0.88 CB.

Približna računska formula za cetanski broj CB čistih naftnih goriva je:CB = 0.85 Parafina + 0.1 Naftena - 0.2 Aromata (ovde su komponente u % v)

Mnogo češće ( za naftna goriva bez aditiva)  se koristi obrazac za cetanskiindeks CI :

CI = (1.8 Anilin +32)(141.5 - 131.5 *  gustina)/100 gustina

 Anilin - anilinska tačka ispitivanog goriva, oC  i gustina ispitivanog goriva na 15oC .Anilinska tačka je minimalna ravnotežna temperatura rastvaranja jednakih

zapremina anilina i uzorka goriva koje se ispituje (anilinske tač ke su za cetan +50oC;

 za alfametilnaftalin 17,8oC; za naftene od +30 do 50

 oC; parafine +50

 oC i td).

Dobra dizel goriva imaju oktanske brojeve oko nule, a benzini imaju cetanske brojeve oko nule, tabela 52. Cetanske i oktanske vrednosti se ne smeju brkati satoplotnim vrednostima. Goriva sa niskim cetanskim brojevima (kao što su alkoholi i

benzini) se teško pale sama od sebe pa u dizel motorima izazivaju "dizel udare". 

Tabela 52: Cetanski brojevi i svojstva goriva za dizel motore 

 Bio ulja pripremljena kao dizel

 goriva

 Karakteristike goriva Dizel

Goriva

 Motorni

benzini Palma Suncokret Repica

Cetanski broj goriva 45 ÷55 0 ÷20 60 ÷70 50 ÷60 min.49 H d  , MJ/kg 41 ÷44 41 ÷44 35 ÷37 37 37Viskoznost na 40oC, mm2 /s 2,0 ÷4,5 0.2 ÷0.3 3,7 ÷4,5 4 3,5 ÷5

 Naizmenično isticanje cetanskih kvaliteta i problema na niskimtemperaturama se prenosi i na aditive. Višemolekulski ugljovodonici imaju visokecetanske brojeve, sl. 66. Kako raste broj molekula u parafinima tako rastu cetanski

 brojevi i temperature stinjavanja. Leti to ne pravi teškoće ali zimi da. Zato se morajurazlikovati letnje i zimske sastavnice goriva. U zimskim gorivima ima više aromatakoji bolje podnose niske temperature. Nasuprot tome stoji slabija samoupaljivostaromata i niski cetanski brojevi.

Odmah da kažemo da kod dizel motora imamo velike neodređenostidogađaja u komori i cilindru. Dok smo kod oto motora imali varnicu i brzo prostiranje plamena kroz komoru kod dizel motora je to bitno drugojačije. Sagorevanje se odvija prvim delom tokom faze sabijanja a završnim delom tokom faze širenja. Na sl. 67imamo indikatorski dijagram normalnog rada dizel motora i na sl. 68 nenormalnogsagorevanja sa "dizel udarom" u radu motora sa niskim cetanskim brojem goriva.

Kod dizel motora se prve količine goriva pale u više momenata i na višemesta u komori, po pravilu tamo gde su uslovi povoljni. Vazduh treba sabiti iznad 30

 bara i zagrejati iznad 800 K. Ubrizganu količinu goriva treba raspršiti, izmešati sa

vazduhom i privoleti da se upali sama od sebe bez pomoći stranog izvora paljenja.

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 6/10

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković 120

To je tipična slika za motore sa dizel procesom samoupaljenja i sagorevanja.Prvo samoupaljenje se ne obavlja na jednom mestu već na više mesta u različitim tre-nucima. Ukoliko su brojnija inicijalna žarišta utoliko je veća njihova efikasnost. Zato

 je brzina sagorevanja najveća u početku (oko 100 m/s). Kako proces sagorevanja idesvom kraju tako brzina opada. Prvu fazu sagorevanja u kojoj nastaju žarišta plamenazovemo  periodom pritajenog sagorevanja. Tek kada se ta žarišta razbuktaju processagorevanja obuhvati osnovni deo smeše i to je onda druga faza ili  faza vidnog

sagorevanja. Na kraju u trećoj fazi imamo dogorevanje smeše iz zona i džepova ukomori.

SL. 67: DIJAGRAM NORMALNOGSAGOREVANJA 

SL. 68: DIJAGRAM NENORMALNOGSAGOREVANJA- DIZEL UDARI 

 240 360 480

Uglovi kolenastog vratila

0

 20

 40

60

80

100 Pritisak sagorevanja, bara

 240 360 480

Uglovi kolenastog vratila

0

 20

 40

60

80

100 Pritisak sagorevanja, bara

 Dizel udari

  Normalno sagorevanje

 SL.69a: ISTOPLJENI KLIP

SUVIŠE KASNIMUBRIZGAVANJA 

SL.69b:

KLIPNJAČ

A UNIŠTENA JAKIM“DIZEL UDARIMA” 

 Najkritičnija je prva faza sagorevanja pa se preduzimaju razne konstruktivne ihemijske mere za obezbeđenje pouzdanog starta. Ovo više puta ponavljamo jer suosobine goriva presudne za prvu fazu sagorevanja kod dizel motora. Posle uspe-šnog završetka prve faze dalji tok sagorevanja malo zavisi od osobina goriva i ondasledi brz porast pritiska (brutalnost procesa)  i umeren porast temperatura. To sedirektno odražava na konstrukciju delova jer glomazni i teški pripadaju dizelmotorima!

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 7/10

III. Goriva za dizel motore 121

 Nenormalno sagorevanje, se kod dizel motora javlja kao “dizel udari”  i kaočestice ( PM ). Dizel udar se redovno javlja kada je motor hladan, u startu i pri naglomopterećenju. Gorivo niskog cetanskog broja se teško pali, dugo boravi u cilindru. Zato vreme brizgač ubrizgava sve veću količinu goriva koja se onda odjednom pali u

 blizini SMT pa pritisak naglo raste i umesto rada dobijamo udarno opterećenjeležajeva i svih delova motora. Na sl. 69a je klip istopljen zbog suviše kasnog ubrizga-vanja, a na sl. 69b je torzirana klipnjača usled jakih i ponovljenih dizel udara.

Dizel udari se retko javljaju u normalnom radu dizel motora. Ako se gorivoteško pali (benzini i alkoholi) onda u komoru uđe velika količina gorivakoja se odjednom upali. Pritisak na klip je udaran, pa ceo motor lupa i trese se. To se

 ponavlja kod svakog starta hladnog motora.SL. 70a: EMISIJA CO IZ DIZEL

MOTORA 

SL. 70b: EMISIJA HC IZ DIZEL MOTORA 

 40 45 50 55 60

Cetanski brojevi goriva

0.4

0.5

0.6 

0.7 

0.8

EmisijaCOizvoz ila

,g/km

Gorivo A

 

 500 ppm aditiva

  Gorivo B

  500 ppm

 

1200 ppm

  Gorivo C 500 ppm

 40 45 50 55 60

Cetanski brojevi goriva

0.06 

0.08

0.1

0.12

0.14

Emis

ijaHCizvozila,g/km

Gorivo A

 

 500 ppm aditiva

  Gorivo B

  500 ppm

 

1200 ppm

  Gorivo C 500 ppm

 SL. 70c: EMISIJA NOx IZ DIZEL

MOTORA SL. 70d: BUKA NORMALNOG

SAGOREVANJA 

 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Cetanski brojevi goriva

6.6 

6.8

7.2

7.4

7.6 

7.8

NOx,g/kWh

 

 40 45 50 55 60 65 70 75 80

Cetanski brojevi goriva

80

85

 90

 95

100

Bukasagorevan ja

,dB/A/

 

Drugi vid nenormalnog sagorevanja u dizel motoru se vidi kao “dim” .Ubrizgavanjem goriva u cilindar mi ustvari uvodimo tečnu fazu u vreli vazduh.

Ma koliko to želeli ne uspeva nam da celokupnu količinu goriva, a posebno ne poslednje porcije goriva, izmešamo sa vazduhom. Znači da će potpuno sagoreti samo

oni delići goriva koji budu okruženi kiseonikom. Ostali se vezuju sa azotom ili samisa sobom. To su čestice C=C veze: Č  A Đ- koja izlazi u okolinu u vidu dima. Na timčvrstim česticama su molekuli nesagorelog goriva ponekad kao komponente za koje

 je dokazano da stimulišu rak.Zakonom o bezbednosti saobraćaja je ograničeno zatamnjenje izduvnih

gasova (zbog preglednosti puta u fazi preticanja), a ekološkim propisima suograničene količine čestica ( PM ), nesagorelih ugljovodonika, ugljenmonoksida iazotnih oksida.

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 8/10

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković 122

Visoke cetanske vrednosti goriva, bez obzira dali su rezultat grupnog sastavaili oplemenjivanja aditivima imaju pozitivan uticaj na ukupne ekološke karakteristikevozila. Goriva visokih cetanskih brojeva imaju dokazano nižu sirovu emisiju (CO,

 HC, NO x ) i nižu buku. Na sl. 70 a, b i c su goriva A, B i C ispitana čista i sa aditivima(500, 1200 ppm) za podizanje upaljivosti i cetanskog broja.

Goriva sa visokim cetanskim brojem (preko 60) se lako pale sama odsebe. Čim uđe prva količina takvog goriva u cilindar ona se odmah upali tako da nare-dne količine tečnog goriva ulaze u vrele oblake produkata sagorevanja pa nema vre-mena niti za stvaranje smeše niti dovoljno svežeg vazduha za potpuno sagorevanje.Zato se kod motora sa klasičnim sistemima ubrizgavanja javlja dim. Goriva sa

 preterano visokim cetanskim brojevima dime.Cetanski zahtevi dizel motora zavise od tipa komore za sagorevanje.

 Najstrožije zahteve prema gorivu postavljaju motori sa direktnim ubrizgavanjem( DU ) potom slede vihorne komore (VK ) a najmanje izvoljevaju pretkomorni ( PK )dizel motori. Po sirovoj toksičnosti redosled je  PK-VK-DU . Po ekonomičnostiredosled je DU-VK- PK .

Kod motora sa  DU   pritisak najbrže raste i postiže maksimalne vrednostiod 90 bar. Kod  PK  je najblaži porast pritiska sa maksimalnom vrednošću od 70 bara,a VK su između ova dva tipa komora. Što se tiče sistema ubrizgavanja opet najvišezahteve postavlja DU , sledi VK  pa PK . Kod motora sa “ M ” i “ D” postupkom pripremigoriva se posvećuje velika pažnja. Kao rezultat imamo manju osetljivost na kvalitetegoriva. Kada se takvim motorima dodaju svećice onda, uz još neke rekonstrukcije,stiču pohvalu u vidu “višegorivosti”: mogli bi da rade sa benzinima i alkoholima.

Sve vrste nadpunjenja srećemo kod dizel motora: sa mehaničkim pogonomkompresora, sa turbo-grupom i sa strujnim nadpunjenjem. Kod sistema visokognadpunjenja snaga je nekoliko puta veća od snage kod usisnih motora.

Stepen kompresije kod dizel motora se bira za uslove sigurnog starta hladnogmotora. Te su vrednosti daleko iznad onih po zahtevima ekonomičnog rada. Stepenikompresije se kreću: od 14 do 18 kod motora sa direktnim ubrizgavanjem; od 17 do

23 kod motora sa vihornim komorama i od 20 do 23 kod motora sa pretkomorama.

Kod motora sa nadpunjenjem ove vrednosti su u proseku niže za četiri jedinice.Radni procesi u dizel motoru traže siromašne smeše. Dim se javlja već kod

smeše koja ima za 30% više vazduha od stehiometrijskog sastava. Zato su četiri i viševentila po cilindru odavno poznati kod dizel motora. Da bi se po celoj radnoj oblastiodržao visok stepen punjenja u usisne cevi se samo u izuzetnim prilikama postavlja

leptir. ( Naprimer, za upravljanje depresijom vazduha kod pneumatskih regulatora na pumpama visokog pritiska ili kod viševentilskih motora za regulaciju intenziteta

vrtloga).Emisija čestica ( PM ) sa izduvnim gasovima je najkompleksniji problem

vozila sa dizel motorima, sl. 71 i 72. Najveći izvori čestica i čestičnog zagađenja sugoriva i maziva. Potom dolaze razne primese u njima i nečistoće iz vazduha. Prviekološki normativi su tretirali "dim" kao problem, a onda se uvidelo da su čestice izdizel motora samo nosioci termički razloženog i raspadnutog goriva, maziva i

 primesa iz vazduha.

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 9/10

III. Goriva za dizel motore 123

SL. 71: IZVORI ČESTIČ NE EMISIJE ( PM ) IZ DIZEL MOTORA

SL.72: PROPISI ZA EMISIJU IZ DIZEL MOTORA

U čemu je specifičnost čestične emisije ( PM ) iz klasičnih (i verovatno

modernih!) dizel motora? Tabela 53 otkriva zašto su čestice iz dizel motora opasne jerse ponašaju kao lebdeći objekti ogromne površine. Pored toga spadaju u grupuhigroskopnih materija koje se lako lepe i prodiru u sve delove pluća jer su manje odljudskih bronhiola ( PM5= 0.oo6 mm).

Tabela 53: Klasifikacija č esticaSvedeno po težiniVRSTA WHO Preč nik,

mm Brzina leb-denja,mm/s

Taloženje,h/m

 Difuzionabrzina, mm/s obim broj

Kosa PM10 0.01 3 0.09 1.7 x 10-3  1 1Ćelija PM1 0.001 0.035 7.9 5.3 x 10-3  10 1000Dizel 0.ooo1 8.6 x 10 -4  323 0.03 100 10 6 

Dok smo kod oto motora imali podatak o momentu paljenja smeše to je koddizel motora velika zagonetka. Pitanje je kako otkriti šta je momenat paljenja i na kojinačin njime upravljati. Zato su uvedeni postupci prethodnog ubrizgavanja inicijalnekoličine goriva za paljenje. Posle toga se ubrizgava osnovna količina goriva. Time sesmanjuje brutalnost sagorevanja i emisija. Posebno je važno naglo prekidanje dovodagoriva na kraju ubrizgavanja jer se tako eliminiše naknadno ubrizgavanje i dim.

 Nadpunjenje ima ulogu podizanja snage, smanjenja potrošnje goriva,dimnosti i količine otrovnih materija u izduvnim gasovima. Kod vojnih, višegorivihdizel motora, nenormalan rad se sprečava pripremom goriva i olakšavanjem paljenja:

8/13/2019 Goriva Za Dizel Motore i

http://slidepdf.com/reader/full/goriva-za-dizel-motore-i 10/10

S. Veinović, R. Pešić, S. Petković 124

•  kod brodskih motora gorivo se obavezno greje da bi se poboljšao rad pumpevisokog pritiska,

•  kod primene benzina u dizel motorima u komore se stavljaju svećice ili stepen

kompresije podiže ( od 23 do 27),

•  kod goriva sa velikim cetanskim brojem treba ili smanjiti stepen kompresije

ili kasnije ubrizgavati gorivo,

•  kod primene alkohola i repič inog ulja intervencije su slič ne kao kod benzina:

 svećice u kombinaciji sa nižim stepenom kompresije, ili bez svećica a viši

 stepen kompresije itd.

Elektronika je najbliža problemima regulisanja i sprezanja motora, pumpivisokog pritiska i turbo grupa.

 EUJ - elektronska upravljačka jedinica, prima informacije od pumpe i većeg broja davača: broj obrtaja motora, položaj komande za gas, temperatura vazduha na

usisu, pritisak vazduha iza kompresora, temperatura vode za hlađ enje i td.

 EUJ - elektronska upravljačka jedinica upravlja: momentom ubrizgavanja,količinom ubrizganog goriva ( jedno ili više predubrizgavanja, glavno ubrizgavanje, a

 sve zavisno od režima rada, broja obrtaja i opterećenja), grejačem i startom toplog ihladnog motora, RIG, recirkulacijom izduvnih gasova (eliminiše  NOx), turbo grupom,dijagnostičkom jedinicom i tako dalje.

Većina slabosti dizel motora je skoncentrisana na sistem ubrizgavanja goriva.Iskustva iz eksploatacije pokazuju da su najčešće intervencije baš na tome sistemu.Primena elektronike u povećanju pouzdanosti rada sistema ubrizgavanja i regulisanja 

 je zato puna obećanja. Nove radijalne pumpe ekstremno visokih pritisaka (do 2000

bara) sa elektromagnetnim regulacijama brizgača i ostalom elektronskom podrškomveć su ušle u serijska vozila, sl. 73.SL. 73: SISTEM NAPAJANJA GORIVOM ZAJEDNIČKOM ŠINOM (Common Rail - CR ) 

B r i z g a č i Pumpa visokog pritiska 

Zajednička cev sa gorivom pod ekstremno visokim pritiskom (CR)