Sn

1
Emise spalovacích motoru
1
2

• Výfukové plyny obsahují
• neškodné látky - dusík N2
• kyslík O2
• vodní páry H2O a
  inertní plyny napr. Argon
• oxid uhlicitý
  CO2

• škodlivé látky - oxid uhelnatý CO
• oxidy dusíku
  NOx,
• nespálené
  uhlovodíky HC
• oxid siricitý
  SO2 a pevné cástice

2
3

• Oxid uhlicitý CO2

• bezbarvý, málo reaktivní stabilní plyn
• produktem dokonalé oxidace paliva vzniká
  slucováním uhlíku s kyslíkem
• pri koncentracích 8-10 ve vzduchu pro cloveka
  nebezpecný
• radí se k tzv. skleníkovým plynum
• není administrativne limitován
• slouží jako souhrnný diagnostický signál slouží
  jako merítko pro kvalitu spalování, vypovídá o
  tesnosti
• výfukové soustavy, cinnosti
• katalyzátoru atd.

3
4

• Oxid uhelnatý CO

• bezbarvý, bez chuti a zápachu
• vysoce toxický váže se rychle na hemoglobin a
  tím blokuje okyslicování krve
• produktem nedokonalé oxidace paliva vzniká pri
  spalování s nedostatkem kyslíku
• vzniká i pri spalování s vysokým prebytkem
  vzduchu díky zpoždenému nebo málo aktivnímu
  spalování s nízkou reakcní rychlostí zejména na
  ochlazovaných stenách a ve zhášecích zónách
• v atmosfére oxiduje na oxid uhlicitý
• slouží jako souhrnný diagnostický signál

4
5

• Nespálené uhlovodíky HC

• vysoce toxické - karcinogenní a mutagenní
• jsou cástmi nespáleného paliva
• tvoreny nasycenými, nenasycenými a
  polycyklickými aromatickými uhlovodíky, dále
  napr. aldehydy atd.
• podmínky vzniku jako u emisí CO (produktem
  nedokonalé oxidace paliva)
• vzniká i v oblasti chudých smesí (dochází k
  výpadkum zapalování a ke zpoždenému nebo málo
  aktivnímu spalování)
• vzniká i v místech kam se plamen nemuže dostat a
  pri uhasínání plamene u chladných sten SP
• vyšší podíl ve výfukových plynech poukazuje na
  energickou ztrátu

5
6

• Oxidy dusíku NOX

• vznik pri vysokých teplotách v oblasti chudých
  smesí
• pri vysokých tlacích
• podmínky vzniku A) vysoké teploty, které
  aktivují reakci
• pomalu
  reagujícího dusíku ze vzduchu
• B) volný kyslík,
  který už nemuže reagovat s
• uhlíkem a
  vodíkem
• tvorí je zejména - oxid dusnatý NO, oxid dusicitý
  NO2, oxid dusný N2O, oxid dusicný N2O5
• podporují tvorbu smogu, ozónu a kyselých deštu,
  u cloveka omezují jeho plicní funkce

6
7

• Pevné cástice

• vznikají pri nedokonalém spalování bohatých
  smesí, pri lokálním nedostatku kyslíku nebo pri
  rychlém ochlazování spalin
• tvorí je saze jádro tvorené uhlíkem
• uhlovodíky které jsou
  kondenzované, ci
• absorbované na saze
• sulfáty, produkty tepelné
  degradace oleje, prach,
• popel, cásti koroze a oterové
  cástice
• razeny do rakovinotvorných látek
• u vznetových motoru 3x vetší produkce než u
  zážehových duvodem krátká doba pro prípravu
  smesi - pro její homogenizaci lokální
  nedostatek i pres vysokou hodnotu lambda)
• Pokud nemá studené palivo dostatek casu pro
  smísení s horkým vzduchem, nedochází k reakci
  oxidacní, nýbrž k reakci krakovací (rozklad
  retezcu uhlovodíku a odštepení uhlíku). Cistý
  uhlík chemicky reaguje jen velmi pomalu a pro
  jeho spálení není dostatek casu duvod tvorby
  sazí

7
8

• Soucinitel prebytku vzduchu a škodlivé emise u
  zážehového motoru

8
9

• Soucinitel prebytku vzduchu a škodlivé emise u
  vznetového motoru

9
10

• cinitelé ovlivnující vznik škodlivých emisí

• druh použitého paliva
• volba nastavení systému prípravy smesi
• predstih zapalování
• homogenita smesi
• konstrukce motoru
• zpusob provozování motoru

10
11

• Opatrení ke snížení škodlivin
• Zážehové motory
• ovlivnení smešovacího pomeru a tvorba smesi, tzv.
  opatrení pred motorem
• ovlivnení prubehu spalování, tzv. opatrení u
  motoru
• dodatecná redukce škodlivin, tzv. opatrení za
  motorem

Opatrení ke snížení škodlivin Katalyzátor Oxidace
2CO O2 ? 2 CO2 HC (mn/4) O2 ? mCO2 n/2
H2O 2 H2 O2 ? 2H2O Redukce 2 CO 2 NO ? 2
CO2 N2 2 NO 2 H2 ? N2 H2O HC 2(mn/4) NO
? (mn/4) N2 n/2 H2O m CO2
12
- Lambda sonda snižuje emise až o 99 -Rídí smes
vzduchu a paliva, aby zajistila optimální práci
katalyzátoru -Ušetrí až 15 nákladu na palivo
rocne -Optimalizuje výkon motoru -Vyloucí
nákladnou výmenu poškozeného katalyzátoru
13

• Zásobníkový katalyzátor

13
14

• Opatrení ke snížení škodlivin
• Vznetové motory
• prívod vzduchu a tvorba smesi, tzv. opatrení pred
  motorem
• ovlivnení prubehu spalování, tzv. opatrení u
  motoru (delený vstrik, EGR,)
• dodatecná redukce škodlivin, tzv. opatrení
• za motorem.(kat. oxidacní, filtr,SCR)

15

15
16

16
17

• Alternativní paliva

18
Rozdelení paliv pro spalovací motory
19
Ropný plyn LPG

• Smes propanu a butanu
• Za normálního klimatu plynný
• Nízký tlak zkapalnení

20
Ropný plyn LPG

• Palivová soustava pro LPG

• a - tlaková nádrž
• b - plnící koncovka
• c - multiventil
• 1 - rídící jednotka
• 2 vstrikovací ventily
• 3 elektromagnetický ventil LPG
• 4 výparník
• 5 chladící systém motoru
• 6 sací potrubí
• 7 prepínac
• 8 snímac tlaku

21
Ropný plyn LPG

• Výhody LPG
• vyšší výhrevnost
• vysoká antidetonacní odolnost
• možnost dosažení lepší homogenity smesi
• nižší výfukové emise ve všech sledovaných
  složkách (zejména u karburátorových motoru)
• vyšší ekonomicnost
• nižší hlucnost a klidnejší chod motoru
• vetší akcní rádius (kombinovaný pohon plyn a
  benzin)

22
Ropný plyn LPG

• Nevýhody
• ridší sít cerpacích stanic LPG
• zvýšení hmotnosti automobilu (snížení užitecné
  hmotnosti automobilu)
• zmenšení zavazadlového nebo užitkového prostoru
• prísnejší bezpecnostní podmínky napr. pri
  parkování, opravách atd.
• nutnost absolvovat pravidelné kontrolní prohlídky
  
• nižší výkon pri prestavbe

23
Zemní plyn CNG a LNG

• CNG (Compressed Natural Gas)
• Stlacený na 20 MPa
• Energetická hustota 4 -5 krát menší než kapalná
  paliva
• LNG (Liquified Natural Gas)
• Kryogenní nádrže tlak 0,15MPa, teplota -162C,
  600x menší objem, výhrevnost 22 MJ/l
• V CR se nepoužívá

24
Zemní plyn CNG a LNG

• Palivový systém

25
Zemní plyn CNG a LNG
  NOx CO HC PT CH4
  g/kWh g/kWh g/kWh g/kWh g/kWh
Motor na naftu 13,4 4,6 5,9 0,3 -
Motor na zemní plyn 2,9 0,3 0,03 0,06 2,7

• Výhody CNG
• menší produkce nejen sledovaných složek
  výfukových plynu, ale i dalších škodlivých látek
  vcetne oxidu uhlicitého
• Vnitrní cásti nejsou zaneseny karbonovými úsadami
• menší náklady na pohonné hmoty
• lepší tvorba spalované smesi a s tím související
  rovnomernejší chod motoru, provoz s prebytkem
  vzduchu
• tišší chod motoru
• snazší startovatelnost zejména za nízkých teplot
• u dvoupalivových systému vetší akcní rádius
• vyšší bezpecnost díky vyšší zápalné teplote
  oproti benzinu a velice odolným tlakovým nádržím
• jednoduchá distribuce k uživateli již
  existujícími plynovody  

26
Zemní plyn CNG a LNG

• Nevýhody CNG
• nedostatecná infrastruktura, zejména malý pocet
  cerpacích stanic
• vyšší porizovací náklady na vozidlo (prestavba)
• zhoršení stávajícího komfortu v dusledku zmenšení
  zavazadlového prostoru
• zvýšení hmotnosti vozidla a tím snížení
  užitecného zatížení
• snížení výkonu motoru (u dodatecných prestaveb)
• zprísnená bezpecnostní opatrení pri parkování a
  opravách
• pri pohonu pouze na CNG menší akcní rádiu

27
(No Transcript)
28
Bionafta 1.generace - MERO
29
Bionafta 1.generace - MERO

• Výhody MERO
• obnovitelný zdroj energie
• snížení kourivosti
• neobsahuje síru
• snížení obsahu CO a HC ve spalinách
• Nevýhody MERO
• pokles výkonu asi o 4
• zvýšení merné spotreby
• mírné zvýšení emisí NOx
• zvýšená tvorba úsad v motoru vznik látek
  polymerní povahy
• rychlejší znehodnocování motorového oleje
• agresivní chování vuci pryži

30
Bionafta 2. generace

• Smesné palivo 31 MERO
• Aditiva
• detergenty s oznacením FIC (Fuel Injector
  Cleanliness) výrazne ovlivnují cistotu trysek a
  tím dokonalost úhlu rozstriku paliva a tím i
  emise
• stabilizátory paliva antioxidacní aditiva
  pusobí proti tvorbe pryskyric a úsad na stenách
  nádrže, na sítkách cerpadla, proti tvorbe
  sedimentu
• protikorozní aditiva pusobí proti korozi jak
  nádrží, tak prívodních cest ale zejména
  vstrikovacího cerpadla
• zlepšovace maznosti ovlivnují zejména vibracní
  opotrebení u rotacních cerpadel rychlobežných
  vznetových motoru
• zlepšovace tekutosti paliva MDFI zlepšují
  zejména nízkoteplotní vlastnosti a bod tuhnutí
• protipenící aditiva - ANTIFOAM aditiva
  zabranují penení paliva pri plnení nádrže nebo
  cisterny a tím urychlují plnení bez cekání na
  opad peny

31
Bionafta 2. generace

• Výhody
• obnovitelný zdroj energie
• snížení kourivosti motoru
• snížení obsahu pevných cástic ve spalinách
• lepší biologická odbouratelnost (oproti motorové
  nafte)
• Nevýhody
• mírné snížení výkonu motoru
• mírné zvýšení merné spotreby
• problémy s dlouhodobejším skladováním
• agresivní chování vuci pryži

32
Etanol

• Výroba fermentací kvašení cukernatých roztoku a
  následnou destilací
• Na 1 l asi 2,8 kg obilí, z 1kg cukru 0,65 l
• Smešovací pomer 9 1
• Vyšší oktanové císlo (106) vyšší kompresní pomer
• Výhrevnost 26,9 MJ/kg
• Velké výparné teplo (príznivé ovlivnení naplnení
  válce motoru odparení v prubehu plnícího a
  kompresního zdvihu snížení teploty)

33
Etanol

• Výhody
• Dokonalejší a rychlejší spalování (jednodušší
  struktura)
• dosažení vyššího výkonu
• snížení emisí CO, HC, PM a NOx
• snížení závislosti na rope
• tvorba pracovních príležitostí v zemedelství
• možnost tvorby smesných paliv s benzínem a naftou

34
Etanol

• Nevýhody
• korozní úcinky na palivovou soustavu
• agresivní chování vuci plastickým hmotám
• výpary negativne ovlivnují schopnost rízení
  vozidla
• zhoršení startovatelnosti pri nízkých teplotách
  (zápalná teplota - 425C)
• zvýšení emisí aldehydu ve spalinách
• nutnost použití aditiv zlepšující mazací
  vlastnosti
• vyšší spotreba z dusledku nižší výhrevnosti

35
Metanol

• Výroba ze zemního plynu, zplynením uhlí, z
  biomasy (destilací z drevního odpadu)
• Vznetové motory doplneny pomocným zapalováním
• Vysoké oktanové císlo (105)
• Snížení emisí ve srovnání se vznetovým motorem
• Stechiometrická smes 6,5 1
• Použití jako smesné nebo cisté palivo
• Výhrevnost 19,7 MJ/kg

  Snížení emisí
NOx 65
CO 95
HC 95
PT 100
36
Metanol

• Výhody
• spolehlivé a široce využívané výrobní technologie
• širší potenciál vstupních surovin
• nižší výrobní náklady (oproti etanolu)
• vyšší oktanové císlo (vyšší úcinnost motoru)
• vyšší úcinnost spalování
• nižší emise škodlivých látek
• vyšší bezpecnost pri nehode (nižší teplota
  horení)

37
Metanol

• Nevýhody
• formaldehydový zápach pri studeném startu
  (odstraneno katalyzátorem)
• nižší energetická hustota vysoká spotreba
• toxický
• vyšší výrobní cena (oproti benzinu)

38
(No Transcript)
39
Vodík

• Akumulátor energie
• Uchování kryogenních nádržích (-253C)
• Energetická hustota 5 kWh/kg X benzín 10kWh/kg
• Výroba
• Štepení uhlovodíku
• (ropa, zemní plyn)
• Elektrolýza vody

• Opel Zafira, 200 palivových clánku, trvalý výkon
  80 kW/109 k a maximální výkon 120 W/163 k

40
Vodík

• Výhody
• jediným škodlivým produktem spalování jsou NOx
• nízká spotreba pri cástecném zatížení
• obnovitelný zdroj energie
• Nevýhody
• nákladná výroba
• menší merný výkon motoru
• težká a objemná palivová nádrž
• vodík ve smesi se vzduchem silne výbušný

41
Dekuji za pozornost!