Renault Megane Break 1.6 16V CNG

Dynamická zkouška

Z předchozího grafu je zřejmý pokles výkonu i točivého momentu v celém rozsahu otáček. Pokles maximálního výkonu činí 16,04 %, točivého momentu 16,23 %. Je však nutno si uvědomit další souvislosti tvorby směsi. Při pohledu na graf součinitele přebytku vzduchu je potřeba vzít v potaz rozdílnou „bohatost“ směsi a tím změnu její výhřevnosti. Při spalování směsi benzínu se vzduchem řídicí jednotka nastaví velmi bohatou směs, která si s sebou nese o 19 % více energie než při stechiometrické směsi. Naproti tomu jednotka řízení přípusti plynu se snaží zachovat stechiometrickou směs i při maximálním výkonu a zaručit optimální funkci katalyzátoru.

Součinitel přebytku vzduchu λ

Z grafu je zřejmé, že při stanovení regulační charakteristiky pro obě paliva měli tvůrci polí hodnot součinitele lambda zcela odlišné priority. Při spalování benzinu je kladen důraz na rychlé hoření směsi s částečným ochlazením expanze díky bohaté směsi. Naproti tomu u pohonu vozidla zemním plynem je cílem dodržení stechiometrické směsi pro optimální činnost katalyzátoru a minimalizování škodlivin ve spalinách.

Oxid uhelnatý CO

Na obrázku lze vypozorovat dva učebnicové příklady vzniku CO ve spalinách. Při hoření benzinu je patrný globální nedostatek kyslíku pro dokonalou oxidaci paliva v celém rozsahu otáček. Příčinu vzniku emise CO lze tedy označit za hmotově-bilanční. Naproti tomu velikost emise CO v oblasti nižších otáček ve spalinách zemního plynu je větší než by odpovídalo koncentraci v rovnovážné směsi. Zde je příčinou nedostatečná reakční rychlost jednotlivých dílčích reakcí oxidace zemního plynu, ve kterých figuruje oxid uhelnatý jako produkt počátečních etap reakčního řetězce. Zpomalení reakcí ve fázi, kdy má dojít k oxidaci CO na CO₂, je pak reakčně-kinetickou příčinou vzniku CO ve spalinách. Při sledování grafu součinitele přebytku vzduchu λ a kyslíku ve spalinách je patrná skutečnost, že k dodatečné oxidaci nedošlo i přes poměrně významný přebytek kyslíku ve spalinách. Zajímavé by jistě bylo měřit emise CO před vstupem do katalyzátoru a sledovat její hodnotu v neupravených spalinách, neboť existuje předpoklad, že výskyt emise CO je zde mnohem vyšší vzhledem k účinnosti katalyzátoru. Zvýšení emise CO v oblasti otáček nejvyššího výkonu je zapříčiněn, stejně jako u benzinu, globálním nedostatkem kyslíku. Z uvedených popisů je možno sledovat, že vznik CO hmotově-bilančním mechanismem je řádově vyšší než při reakčně-kinetickém mechanismu vzniku CO ve spalinách.

Nespálené uhlovodíky HC

Příčinou zvýšení emise HC při spalování zemního plynu v oblasti nižších otáček je chudá směs. Pro tento případ platí podobné zákonitosti jako u vzniku CO s tím rozdílem, že při spalování chudé směsi s poklesem reakční rychlosti při expanzi roste množství emitovaných nespálených uhlovodíků srovnatelně jako při spalování bohaté směsi. Vysoké emise HC při hoření zemního plynu jsou způsobeny také vysokou odolností málo reaktivního metanu (tvořícího hlavní složku nespálených uhlovodíků) proti dodatečné likvidaci v katalyzátoru.

Oxidy dusíku NO_x

Z grafu je patrná vysoká koncentrace emisí oxidů dusíku u obou paliv. Při spalování zemního plynu dochází vlivem chudé směsi s výskytem poměrně vysoké rovnovážné koncentrace NO ve fázi pracovního oběhu ke zvýšení teploty následované dramatickým snížením reakční rychlosti dekompozice NO po poklesu teploty náplně válce v průběhu expanzního zdvihu pístu. Z tohoto hlediska lze říci, že výsledné emise oxidů dusíku při hoření zemního plynu jsou závislé pouze na reakčně-kinetických souvislostech spalování.

Oxid uhličitý CO₂

Z předchozího obrázku lze pouze zjednodušeně vyčíst, je-li oxidace dokonalá či nikoliv. Slouží tedy pouze jako jednoduchý indikátor kvality hoření ve spalovacím prostoru. Oxid uhličitý není také zatím klasifikován jako škodlivina, ale snížení jeho absolutní koncentrace ve spalinách pomáhá odvracet negativní vlivy skleníkového efektu. Při posuzování je třeba znát maximální koncentraci CO₂ ve spalinách. Tu lze zjistit následovně:

Z tohoto vztahu plyne pro:

Benzin

C_co2max = 15 %

Zemní plyn (uvažujeme, že jej tvoří pouze metan CH₄)

C_co2max = 11,74 %

 

Kyslík O₂

Hodnota koncentrace kyslíku ve spalinách má stejně jako CO₂ pouze informativní charakter a slouží především ke zjištění hodnoty lambda.