Nákladné vozidlá  |  Motory & Komponenty 

Míľnik vo vývoji vznetových motorov

Prvé nákladné vozidlo so vznetovým motorom s priamym vstrekovaním vyslala spoločnosť MAN na cesty pred 90 rokmi. Vďaka novej technológii sa dieselové motory konečne dali natoľko zmenšiť, aby sa zmestili pod kapotu.

S príchodom jari v roku 1924 páni Sturm a Wiebicke, technici spoločnosti MAN, vyrazili z fabriky v nemeckom Augsburgu na cestu nákladným vozidlom M.A.N. Saurer do Norimbergu. Valník s hmotnosťou 4 tony poháňal experimentálny vznetový motor, v ktorom sa palivo prvýkrát vstrekovalo priamo do štyroch valcov. Vďaka výkonu asi 40 koní testovací vodiči prekonali 140 kilometrov dlhú trasu za päť a pol hodiny. Úspech bol zároveň krstom ohňom pre novú technológiu, ktorá otvorila cestu k vzniku úsporných dieselových motorov – po prvýkrát dostatočne kompaktných, aby sa dali používať v automobiloch.

„Proces priameho vstrekovania je nesmierne dôležitý,“ vraví člen predstavenstva spoločnosti MAN Truck & Bus pre výskum a vývoj Bernd Maierhofer: „Prvý nákladný automobil MAN s priamym vstrekovaním nafty znamenal prelom v oblasti technológie pohonu. Ešte aj dnes je zrejmý jeho ohromný dopad: Každý moderný vznetový motor, či už je určený pre osobné alebo úžitkové vozidlo, využíva tie isté princípy priameho vstrekovania. Jeho poslednou verziou je vstrekovanie common rail, ktoré používame vo všetkých motoroch MAN, keďže nám umožňuje mať efektívne pod kontrolou proces spaľovania vo valcoch.“

Vstrekovacie čerpadlo a vstrekovacia dýza

Rudolf Diesel si nechal prvý vznetový motor patentovať v roku 1897. Až do polovice 20. rokov minulého storočia sa však takéto motory používali len ako statické generátory energie pre fabriky alebo na poháňanie lodí, a to kvôli ich rozmerom a veľkej hmotnosti. Prvé nákladné vozidlá a autobusy M.A.N. Saurer poháňali ešte zážihové motory.

V rokoch 1919 – 1923 spoločnosť MAN pracovala na vývoji dieselových motorov, ktoré by sa dali používať v automobiloch. Jej technici však museli najskôr vyriešiť dva zásadné technické problémy: 1. Technológia pohonného ústrojenstva sa musela zmenšiť, aby sa motor zmestil pod kapotu; 2. Bolo sa treba vyrovnať s ťažkým a energeticky náročným vysokotlakovým kompresorom, ktorý mal za úlohu stláčať vzduch potrebný na prívod paliva do valcov. Preto bolo vstrekovanie paliva bez použitia vzduchu významným krokom vpred. Vzduch, ktorý sa využíva pri spaľovaní, stláča vo vnútri valca pohyb piestu smerom nahor až na 20 barov, vďaka čomu sa okamžite zahreje. Palivo sa potom vstrekuje priamo do tohto extrémne stlačeného vzduchu. Spojenie jemne rozprášeného paliva a vysokej teploty plynu spôsobí, že zmes sa vznieti. Vstrekovanie paliva do stlačeného vzduchu vo valci sa dalo dosiahnuť iba prostredníctvom mechanického vstrekovacieho čerpadla, ktoré dodáva naftu do vstrekovacích ventilov a zvyšuje tak jej horľavosť. Aj umiestnenie ventilov bolo pre úspech procesu priameho vstrekovanie kľúčové. V novom motore od M.A.N. sa palivo vstrekovalo cez dve otvorené dýzy zasadené do bočných stien hlavy valca. Ich tangenciálne zarovnanie umožnilo, aby sa vstrekované palivo zmiešalo so stlačeným vzduchom.

Prvé tri experimentálne vznetové motory skonštruovali v roku 1924 v Augsburgu a technici ich úspešne otestovali v nákladnom vozidle a motorizovanom pluhu. Prvé exempláre s priamym vstrekovaním mali priemer valcov 105 mm, výkon 35 až 40 koní pri 1000 otáčkach za minútu a hmotnosť okolo 420 kg.

Premiéra na berlínskom autosalóne v roku 1924

Počas prvého polroka testovací nákladný automobil najazdil 2500 kilometrov. Až potom spoločnosť MAN svoju inováciu predviedla návštevníkom autosalónu v Berlíne, ktorý sa konal 10. až 18. decembra 1924. Inžinier Sturm trval na tom, že vozidlo na berlínske výstavisko odvezie osobne a cesta z Norimbergu mu trvala dva dni. Nič sa však nepokazilo, iba boli zanesené niektoré valce. „Cestu som vykonal úspešne,“ napísal po príjazde v telegrame svojim kolegom v Augsburgu.

Na verejnosť aj novinárov novinka zapôsobila. Časopis nemeckej asociácie inžinierov napísal verdikt: „Na celom poli motorov pre nákladné automobily a s tým súvisiacimi otázkami paliva je naftový motor MAN bez kompresora určite najvýznamnejšou inováciou, akú na výstave môžete uvidieť.“ Práve tento motor z berlínskeho autosalónu je dnes vystavený v Nemeckom múzeu v Mníchove.

Priame vstrekovanie v sériovej výrobe

Úspech v Berlíne odštartoval v spoločnosti MAN sériovú produkciu nového dieselového motora typu D1580 B a tiež masovú výrobu vznetových motorov pre úžitkové vozidlá. Prvými zákazníkmi boli podnik nákladnej dopravy Kraftverkehr Bayern a Ríšska pošta v Mníchove, Augsburgu a Norimbergu, z ktorých každý si vzal jeden z nových vznetových motorov na otestovanie. Prvým klientom, ktorý si od spoločnosti MAN zakúpil nákladné vozidlo s dieselovým motorom, bol augsburský pivovar Zum Hasen (U zajaca). Tento prvý pivný distribučný truck pracoval v regióne niekoľko desaťročí bez vážnejšej poruchy. Prvý vznetový motor pre autobusy si v roku 1925 kúpila nemecká Ríšska pošta.

Dva argumenty podporujúce predaj boli jasné už od začiatku: Nižšia hmotnosť motora a obrovská úspora prevádzkových nákladov, ktorá v porovnaní s dobovými konvenčnými motormi s karburátorom dosahovala až 80 %. A tieto fakty považovali zákazníci za presvedčivé už aj v tej dobe. Do polovice dvadsiatych rokov sa dopyt po produktoch divízie úžitkových vozidiel zvýšil natoľko, že výroba všetkých vznetových motorov pre nákladné automobily sa presunula do špeciálne rozšírenej fabriky v Norimbergu. Spoločnosť MAN tam dodnes má centrum expertízy v oblasti pohonných jednotiek: Všetky motory pre celú produktovú paletu sa vyvíjajú, testujú a do veľkej miery aj vyrábajú a konštruujú práve v norimberskom závode.

Na snímkach:

1 – Prvý vznetový motor s priamym vstrekovaním D1580 (1923/1924) – v spodnej tretine schémy vidno spaľovací priestor s dvoma otvorenými vstrekovacími dýzami

2 – Novinka absolvovala premiéru na autosalóna v Berlíne (1924)

3 – Prvý M.A.N. s motorom D1580.

4 – Omnibus s novou pohonnou jednotkou v službách Ríšskej pošty (1925).

5 – Zrekonštruovaný M.A.N. s dieselovým motorom z roku 1924.

6 – Vstrekovacia dýza motora MAN D1580.

Obr.1

Obr.2

Obr.3

Obr.4

Obr.5

Obr.6