Naujos kartos kaitinimo žvakės padarys dyzelius patrauklesniais

Dyzeliai užima apie pusę Europos naujų automobilių rinkos, tačiau griežtėjančios ES oro taršos normos kelia vis daugiau rūpesčių variklių inžinieriams. Pirkėjai mielai renkasi modernius dyzelinius variklius, kurie yra galingi, ekonomiški ir pakankamai rafinuoti, tačiau 2008 m. JAV ir 2010 m. Europoje įsigaliosiančiuose naujuose aplinkos taršos standartuose bus numatytos gerokai mažesnės azoto oksidų ir suodžių normos, o tai yra itin aktualu dyzeliniams agregatams.

Norėdami atitikti būsimus reikalavimus gamintojai į automobilius ketina montuoti sudėtingas katalitines sistemas, dėl kurių smarkiai išaugs gamybos kaštai. „Euro 5“ normatyvuose numatyta leistina žalingųjų dalelių taršos norma yra vos 0,005 g/km, tad suodžių filtrai turės būti montuojami beveik į visus dyzelinius automobilius. Be to, didesnio darbinio tūrio dyzelinius variklius turinčiuose automobiliuose reiks įrengti ir azoto oksidų katalizatorius.

JAV Aplinkos apsaugos agentūros (Environmental Protection Agency) apskaičiavimais, 2,5 ltr turbodyzeliniam varikliui skirta katalitinė sistema yra maždaug 255 doleriais (739 Lt) brangesnė už 3,0 ltr. benzininiam agregatui skirtą katalizatorių. 4,5 ltr. dyzeliui ir 5,4 ltr. benzininiam varikliui skirtų katalizatorių kainų skirtumas bus jau 355 doleriai (1,029 Lt).

Vis dėlto naujos variklių technologijos gali pakeisti brangias azoto oksidų valymo sistemas. Jei variklis galėtų sekti degimo kameroje vykstančius procesus, inžinieriai galėtų sukurti sistemas, leidžiančias tiksliau valdyti patį degimo procesą. Dėl to varikliai veiktų sklandžiau, būtų ekonomiškesni ir mažiau terštų aplinką. Vienas geriausių degimo kameroje vykstančių procesų indikatorių yra dujų slėgis. Išpirmo žvilgsnio atrodytų, kad slėgio daviklį galima įmontuoti cilindro galvutėje, tačiau ten visą erdvę užima keturi vožtuvai bei žvakės. Būtent dėl to keli komponentų gamintojai slėgio daviklį nusprendė sumontuoti pačioje kaitinimo žvakėje.

Slėgi matuojančios kaitinimo žvakės perduoda informaciją automobilio valdymo sistemai, kuri valdo vožtuvus ir į cilindrą įpurškiamo kuro kiekį. Š is grįžtamasis ryšįs automobilio elektronikai leidžia taip pakoreguoti įpurškiamo kuro sudėtį, kad į aplinką patektų kuo mažiau azoto oksidų. Taigi slėgio daviklis cilindre veikia panašiai kaip ir katalizatoriuje montuojamas lambda zondas. Nustačius mažesnį kuro suspaudimo laipsnį ir naudojant išmetamųjų dujų recirkuliacijos procesą, slėgio daviklius turinčios kaitinimo žvakės leidžia stabilizuoti uždegimo kameros temperatūrą, o dėl to sumažėja išmetamų azoto oksidų kiekis. Mažesniems dyzeliniams varikliams visiškai pakaks ir šios technologijos, tuo tarpu didesniems prireiks papildomo azoto oksidų katalizatoriaus, tačiau pastarajam teks gerokai mažiau darbo. Slėgio daviklius turinčios kaitinimo žvakės leidžia gerokai sumažinti „švarių“ dyzelinių variklių gamybos kaštus bei svorį ir užima nedaug vietos.

JAV bendrovės „BorgWarner“ valdomas Vokietijos žvakių gamintojas „Beru“ pirmasis pradėjo domėtis šia technologija. Bendrovės atstovas Berndas Lastas teigia, kad, žinodamas slėgį, inžinierius gali optimizuoti degimo ciklą. Slėgio daviklių srityje su „Federal Mogul“ bendradarbiaujantis „Siemens VDO Automotive“ tikina, kad ši technologija yra svarbi rengiantis griežtesniems aplinkos taršos reikalavimams. Bendrovės atstovas spaudai Johannesas Winterhagenas teigė, kad slėgio daviklius turinčios žvakės leis sumažinti gamybos kaštus, tačiau dėl griežtesnių taršos apribojimų gamintojams vis tiek teks papurtyti pinigines. „Siemens VDO Automotive“ mano, kad dyzeliniams varikliams, kurių darbinis tūris nesiekia 2,0 ltr., pakaks modernių žvakių ir nebereikės brangių azoto oksidų katalizatorių. „Robert Bosch“ dyzelinių sistemų skyriaus vadovas Ulrichas Dohle pripažįsta, kad, norint atitikti „Euro 5“ reikalavimus, daugeliui automobilių pakaks modernių žvakių.

„Beru“ ir „Siemens VDO Automotive“ su „Federal Mogul“ slėgio daviklius turinčių žvakių gamybą ketina pradėti kitais metais. Tiek „Beru“, tiek ir „Siemens VDO Automotive“ teigią jau turį po vieną stambų klientą. Manoma, kad šią technologiją vysto ir kiti stambūs komponentų gamintojai: NGK, „Bosch“, „Denso“ ir „Delphi“. Apie pusė iškasmet Europoje parduodamų 15 mln. automobilių yra dyzeliai, o išjų du trečdaliai turi variklius, kurių darbinis tūris nesiekia 2,0 ltr. Taigi vien Senajame žemyne kasmet galima realizuoti apie 20 mln. tokių žvakių.

Slėgio daviklius turinčių žvakių veikimo principas

Slėgio daviklius turinčiose žvakėse naudojami pjezo kristalai – medžiaga, kuri judesį gali paversti elektros impulsu ir atvirkščiai. Paveikus elektros srove, pjezo kristalai plečiasi, o juos suspaudus – vėl sužadina elektros srovę. „Beru“ naudojamoje sistemoje slėgis suspaudžia žvakės strypelį, kuris per diafragmą paveikia pjezo elementą. Tuo tarpu „Siemens VDO Automotive“ naudoja tiesioginį pjezo efektą – žvakės strypelis suspaudžia pjezo elementą ir šis sužadina elektros srovę.

Gegužė 11, 2006   Įrašas priklauso rubrikai "Produktai"