Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései

Átírás

1 Gépjárművek Üzemanyag ellátó Berendezései Dr. Szabó József Zoltán Egyetemi docens Mechatronikai és Autótechnikai Intézet Fszt. 29.

2 1. Előadás Információk a tantárgyról Jármű hajtásra alkalmas gépek Ásványolajok kitermelése, finomítása és jellemzői Belső égésű motorok üzemanyag ellátó rendszereinek történeti áttekintése Bánki Donát és Csonka János munkássága

3 Információk a tantárgyról Tantárgy címe: Gépjárművek üzemanyag ellátó berendezései Kódja: BGRGU15NNB, BGRGU15NNBC, Kreditérték: 4 Előtanulmányi feltétel : BGRBM14NNC Heti óraszám: Előadás : 2 Gyakorlat : 2 Oktatási cél: Az üzemanyagellátó berendezések szerkezetének és működésének megismerése Bánki Donáttól napjainkig A félév elfogadásának követelményei : Részvétel a gyakorlatokon - (aláírás feltétele, katalógus van!) Félév végi ZH az aláírásért - Teszt és esszé jellegű kérdések min. 50% Szóbeli vizsga!!! (kiadott tételsor alapján) - ÁLLAMVIZSGA TANTÁRGY Oktatók : Dr. Szabó József Zoltán, Nádudvari Gábor, Kerekes Attila

4 Kötelező és ajánlott irodalom Kötelező irodalom : [0.] Előadások anyaga! (nincs egységes írott jegyzet) Letölthető előadások pdf formában: [1.] dr. Dezsényi György - dr. Emőd István - dr. Finichiu Líviu : Belsőégésű motorok Tankönyvkiadó, Budapest 1992 [2.] dr. Frank Tibor dr. Kováts István : Benzinbefecskendező és motorirányító rendszerek Maróti Könyvkereskedés és Könyvkiadó Kft., Budapest, 2004 [3.] dr. Kováts István dr. Nagyszokolyai Iván Szalai László: DÍZEL befecskendező rendszerek Maróti Könyvkereskedés és Könyvkiadó Kft., Budapest, 2002 Ajánlott irodalom: [1.] szerk. dr. Valasek István : Üzemanyagok és felhasználásuk Tribotechnik Kft., Budapest, 1998 [2.] dr. Emőd István Tölgyesi Zoltán Zöldi Máté: Alternatív járműhajtások Maróti Könyvkereskedés és Könyvkiadó Kft., Budapest, 2006 BOSCH Sárga füzetek sorozat minden része hallgatóknak fél áron beszerezhető a Maróti Könyvkereskedés és Könyvkiadó Kft.-nél

5 Közlekedés a bolygón Az embert bolygónk megismerésének, életminőségének javítása hajtotta közlekedési eszközeinek megalkotására, majd fejlesztésére. A gyors helyváltoztatás napjainkra a mindennapok egyik legfontosabb szükségletévé vált. Közlekedési eszközeink és szokásaink többször megváltoztak, gyökeresen átalakultak az évek során!

6 A GÜB tantárgyon belül három fő témakört járunk körül (Múlt) karburátáros rendszerek, a karburátor felépítése, merthogy innen indultunk (Jelen) Benzinbefecskendező rendszerek, és Diesel adagolók fejlődése, főbb típusai, gázautók TFSi PDTDI CommonRail közvetlen befecskendezésű benzin és Diesel rendszerek (Jövő) Alternatív hajtások, CNG, LPG, hidrogén, tüzelőanyag cella, Hibrid-hajtások A fejlődés útja, hogy az ember ( a sofőr ) minél kevésbé vegyen részt a folyamatban

7 A félév fontosabb témakörei A gépjármű üzemanyag ellátó berendezések felosztása történeti fejlődésének áttekintése. Bánki Ásványolajok jellemzői. Olaj kitermelés, olajfinomítás. Donát és Csonka János munkássága. Az elemi karburátor. Kiegészítő szerkezetek. Speciális karburátorok. Benzin befecskendező rendszerek kialakulása. Általános jellemzők, az Ecotronic, a K- és L- Jetronic rendszerek LH-Jetronic-tól a Mono-Motronic rendszerekig, elektronikus szabályzó és vezérlő berendezések bemutatása. A motor üzemanyagai, károsanyag kibocsátás, lambda szonda. Motronic rendszer. A fedélzeti számítógép irányítása alatt történő üzemanyag ellátás. Rendszerelemek, funkciók, a rendszerelemek működése. Korszerű motorok FSI, TFSI Az OTTO és a dízelmotor összehasonlítása. A gázolaj jellemzői. A diesel motorok és a diesel üzemanyag különleges igényei az üzemanyag ellátás szempontjából. Bosch rendszerű forgódugattyús adagoló. Hagyományos Diesel adagolók működése. Soros adagolók, mindenüzemű, min.- max. és vegyes üzemű adagolók a gépjármű technikában. Forgóelosztós axiál- és radiál-dugattyús adagolók működése, jellemzői. Pl. Bosch VE, Bosch VP Elektronikus vezérlésű Diesel-adagolók, EDC rendszerek általános jellemzői. PD (UIS, UPS), illetve Common-Rail rendszerek. Korszerű Diesel-motorok károsanyag kibocsátásának csökkentési lehetőségei. Motor előtti és motor utáni beavatkozási lehetőségek Alternatív üzemanyagok - Alternatív hajtások. Autó-hajtó gázok jellemzői. Gázautók, Etanol, Biodiesel, Elektromos és Hibrid-hajtású járművek. Tüzelőanyag cella működése, alkalmazása és jellemzői, stb.

8 A GÜB tantárgy kapcsolatai más tudomány területekkel Hogyan jut el az üzemanyag a járműig? Olajbányászat, ásványolaj kitermelés Benzinkutak SZTÜ Alternatív tüzelőanyagok, hidrogén, ü.a. cellák, stb. Irányítástechnika Vezérlés vezérmű tengely, gyújtás, stb. Szabályzás üresjárat, Lambda szonda, kopogás, előgyújtás, stb. Hibrid rendszerek vegyes irányítás (szabályozás és vezérlés), adaptív rendszerek (automata váltók, irány és sebességtartó automatikák), stb.

9 A GÜB tantárgy kapcsolatai más tudomány területekkel Belsőégésű motorok, motorismeret: Otto és Diesel, Sterling, Wankel, stb. Két és négyütemű Alternatív és hibrid megoldások Környezetvédelem Kipufogó gázok (CO, Nitrogén-oxid, korom, stb) Olaj szennyezés, akkumulátor újrahasznosítás Zajvédelem (motor, fülke, gördülés!) Műszaki diagnosztika, gépjármű diagnosztika Gépjármű diagnosztika, hibakiolvasó rendszerek,stb

10 Járműhajtások lehetőségei Gépjárművek hajtására általában : Kémiai, vagy villamos energiát használnak. A kémiai energiát az ún. tüzelőanyagok (hajtóanyagok) hordozzák, amelyek általában folyékony halmazállapotúak (benzin, gázolaj) ritkán gázok (pl. propán-bután), de előfordulhat szilárd anyag is (pl. faszéngenerátor esetén). A tüzelőanyag elégetésével nyert hőenergiát valamilyen munkaközeggel közöljük. Attól függően, hogy a munkaközeg maga az égéstermék (gáz) vagy valamilyen idegen anyag, pl. víz vagy levegő, beszélünk belsőégésű és külsőégésű erőgépekről. Mindkét esetben gáznemű munkaközeget kapunk, amelynek segítségével mechanikai energiát állítunk elő. Attól függően, hogy a munkaközegnek a nyomását vagy a mozgási energiáját hasznosítja az erőgép, vannak aerosztatikus (térfogatkiszorításos) és aerodinamikus erőgépek

11 Belsőégésű erőgépek Belsőégésű aerosztatikus erőgép (Benzin,Diesel motor) : A legelterjedtebb gépjárműmotor-fajta. Működési alapelvük, kialakításuk legfőbb jellemzői közismertek. Belsőégésű aerodinamikus erőgép (gázturbina) : A gázturbinákat korábban legfeljebb hajók és vasúti járművek hajtására használták, az utóbbi években közúti járművekbe is beépítik. A gázturbina alapelve: az elégetett tüzelőanyaggal felmelegített, s így kitágulni kényszerülő gáz (levegő+ égéstermék) az égéstérből kipréselődve turbinalapátnak ütközik, s az átveszi az áramló gáz kinetikai energiáját. A gáz előállítására" két mód van. Eleinte inkább az ún. szabaddugattyús megoldással próbálkoztak, azonban egyszerűsége és jó fajlagos tömege ellenére sem tudott elterjedni (nehezen indítható, túl gyors az alapjárata, részterheléskor rossz a hatásfoka stb.).

12 Gázturbina jellemzői (olvasmány) A gázturbina fordulatszáma kb. tízszer akkora, mint egy korszerű dugattyús motoré, ezért a hajtóműben lényegesen nagyobb áttételre van szükség. Gyakorlatilag a hajtómű egy részét már magába a gázturbinába beépítik (egy állandó áttételű bolygóműves reduktor), hogy a továbbiakban a hagyományos hajtóműelemeket lehessen használni. Természetesen a gázturbina kedvezőbb karakterisztikája miatt lényegesen kevesebb fokozatú sebességváltóra van szükség, legtöbbször elegendő két fokozat

13 Gépjármű gázturbinák előnyei - kevés alkatrész, kisebb tömeg ( ' %), kisebb méretek; - nincs szükség hűtésre, nincs fagyveszély stb.; - nincs állandóan működő gyújtás; - kevés a súrlódó, pontos megmunkálást és kenést követelő alkatrész - olajfogyasztása csekély; - olcsó tüzelőanyaggal működik, kerozin (tisztított petróleum) is használható; - a gázturbina alkatrészei üzem közben csak forgó mozgást végeznek; - induláskor nincs szükség tengelykapcsolóra; - a sebességváltó egyszerűbb, legtöbbször két fokozata van előre és egy hátra; - még alacsony hőmérsékleten is könnyen indítható; - gyorsulása kedvezőbb, fokozat nélküli, legnagyobb nyomatékát indításkor fejti ki; - kezelése karbantartása egyszerűbb, az indítása, kapcsolása stb. lényegesen könnyebb, mint a dugattyús motoroké, - a kipufogógázok lényegesen kevesebb szennyező anyagot tartalmaznak, csak tizedét az azonos teljesítményű benzinmotorénak

14 - élettartama rövidebb, mint a dugattyús motoroké Gépjármű gázturbinák hátrányai - nem kielégítő hatásfok - az égéstér és a turbinák szerkezetei különleges nagy szilárdságú és hőálló anyagot igényelnek, (titán, volfrám, nikkel, króm stb.) előállítása drága - nagy fordulatszám ( /p) miatt különleges csapágyakat kell alkalmazni; - a munkaturbina nagy fordulatszáma miatt nagy fogaskerékáttételt kell alkalmazni; - a kisebb sebességeken nincs hatásos motorfék; - az indítómotor hibája esetén megtolással nem indítható; - üzeme zajosabb, bár ezt a hibát az utóbbi időben lényegesen csökkentették: - nagy nyomással távoznak az égéstermékek (fölfelé irányítják a kipufogást);

15 A villamos hajtás Két csoportba osztjuk - külső energiatáplálású (pl. trolibusz), - belső energiatárolású. Az utóbbinál a tárolt energia lehet közvetlenül villamos energia (pl. akkumulátorban) vagy kémiai energia, amiből közvetlenül villamos energiát kapunk (pl. tüzelőanyag-cellával). Nem tartoznak ebbe a kategóriába azok a járművek, amelyekben villamos motor hajtja ugyan a kerekeket, de a villamos energiát valamilyen belső- vagy külsőégésű erőgéppel, esetleg felpörgetett lendkerékkel hajtott dinamóból vagy generátorból nyerjük. Itt ugyanis az erőgép - a motor, vagy a lendkerék - már szolgáltatja a jármű hajtásához szükséges mechanikai energiát, a villamos rész csak az erőátvitel szerepét tölti be, ugyanúgy, mint mondjuk egy szivattyúból és hidromotorokból álló hidrosztatikus hajtás. Viszont foglalkozni fogunk olyan hajtással, melyben a villamos motor és a belsőégésű motor egyidejűleg, közösen hajtja - bizonyos üzemállapotban - a járművet (hibrid hajtás).

16 Vegyes fullhibrid Lexus GS450h

17 Külsőégésű aerosztatikus erőgépek (ez csak olvasmány) Az automobilizmus őskorában sokáig nem dőlt el, hogy a benzinmotor, vagy a gőzmotor lesz-e a győztes? A múlt század elején úgy tűnt, a benzinmotor győzött. Néhány éve azonban megint felbukkantak kísérleti gőzmotorok, a mai technológiával a háttérben. A gőzmotor a dugattyús gépen kívül sok kisegítő szerkezetet igényel, többet, mint a belsőégésű motor: csőkígyós kazán, égő és fúvó, gyújtóberendezés, gőznyomás-, hőmérséklet- és mennyiségszabályozó, elzáró szelepek, indítómotor, tápszivattyú, kondenzátor, ventillátor, olajleválasztó stb.

18 Külsőégésű aerosztatikus erőgépek A dugattyús gőzmotor kialakítása és elrendezése hasonlít a belsőégésű motorokéhoz, természetesen komplikált égéstér, gyújtógyertya stb. nélkül. A hengerek esetleg nem egyforma átmérőjűek: a gőzt először a kisebb (nagynyomású) hengerekbe vezetik, azután a nagyobb hengerekbe. A kazán legtöbbször méteres csőből áll spirálba görbítve. A benne levő víz fél perc alatt gőzzé válik. A gőz nyomása eléri a 4-5 MPa-t, hőmérséklete a C-ot. Tüzelésre lényegében bármilyen folyékony tüzelőanyagot használhatunk. Az égés folytonos, egyenletesen erősödő vagy gyengülő, a gőzfogyasztástól függően. A kondenzátor autóhűtőhöz hasonlít, csak annál 2-3-szor nagyobb. A gőzmotor fajlagos tömege nagyon nagy. A kenésre - a magas hőmérséklet miatt - nagyon kényes. Fajlagos fogyasztása nagy. Termikus hatásfoka %, között van. Nyomatéki karakterisztikája rendkívül előnyös. Mindkét forgásirányban működik. A kipufogó gázok összetétele kedvező.

19 Stirlingmotor Az aerosztatikus külsőégésű erőgépek kategóriájába tartozik a hőlégmotor is, az ún. Stirling-motor. 1. sűrítés a hideg térben, a két dugattyú között; 2. átömlés a meleg térbe; 3. expanzió; 4. visszaömlés a hideg térbe Szintén régen ismert elv felújítása. Az ábra a Stirling-motor elvi felépítését és működését mutatja. Négy munkafázisa van (a dugattyúk útdiagramja idealizált!)

20 Jármű hajtási lehetőségek. A környezetbarát autó Hidrogén Biodízel Kombinált Közvetlen befecsk. Common rail CNG Párhuzamos Villanymotor Szegény keverék Elektr. szabályozás LPG Soros (Akku) Dízelmotor Benzinmotor Alternatív hajtóanyag Villamos és hibridhajtás T.anyagcella

21 Kémiai üzemanyag definíciója Azokat az anyagokat, amelyeknek a kémiai energiája a hőerőgépek munkaterében hőenergiává alakul át, majd nyomás- és térfogatváltozás révén munkát végez, kémiai üzemanyagoknak nevezzük. A hagyományos kémiai üzemanyagok - a benzin és a dízel-gázolaj - kőolaj származékok

22 A kőolaj keletkezése és lelőhelye A kőolaj eredetéről különböző elméletek ismertek. Általában abból lehet ma kiindulni, hogy a képződés az őskorban az őstengerek mélyén elpusztult egysejtű élőlényekből - planktonok, algák, stb. - oxigén kizárásával, de nyomással és hő behatás következtében indult meg. A kőolaj (ásványolaj) lelőhelyek nem holmi földalatti barlangok, amelyek szintültig vannak olajjal és csak arra várnak, hogy felszínre hozzák. Az ásványolaj mindig valamilyen tároló kőzetbe, pl. porózus homokkőbe van bezárva. A tároló kőzetben az ásványolaj mellett rendszerint még földgáz és víz található. Amikor tehát megfúrnak egy tárolóhelyet a feltárásnak két lehetősége adódik: a) A tároló kőzet földgáz környezetben nagy nyomás alatt van. Ez a nyomás, - amely akár 100 bar is lehet - a felszínre hozza az olajat. Ezt a kitermelési módot eruptív - kitöréses - (felszálló) termelésnek nevezik. b) Amennyiben igen kicsi, vagy egyáltalán nincs nyomás a tároló helyen, akkor mélyszivattyúk beépítésével hozzák az olajat a felszínre.

23 Kőolaj termelés Az elmúlt 150 évben az olaj iránti igény óriásira nőtt, és mára nemcsak a legfontosabb energiaforrásunkká vált, de egy sor különböző petrolkémiai terméknek is nyersanyaga. Ahogy a könnyen hozzáférhető szárazföldi készletek egyre inkább kimerülnek, az olajtársaságok újabb technológiákat alkalmaznak, így tengerparti fúrótornyokkal is termelhetik az olajat. Az első olajkutakat pneumatikus fúrók segítségével fúrták, ez volt az a technika, amely a gőz-motor felhasználásával, ismétlődő föl-le mozgással ütötte a nehéz fúrófejet a puha kőzetbe. A rotari fúróberendezés, amelyet ban kezdtek használni, sokkal több helyről tette lehetővé az olaj kitermelését, mert a fúrótornyok sokkal mélyebbre fúrhattak. A legnagyobb fejlődést az irányítható fúrók megjelenése jelentette, ezekkel éppúgy lehet függőleges, mint vízszintes irányú fúrásokat végezni. A modern fúrókba már beleépítik saját motorjukat, érzékelői meg tudják állapítani, milyen kőzet fekszik előttük, és a számítógépesített irányítórendszer segítségével a fúrók nagy pontossággal vezérelhetők

24 A tengerfenék alatti kőolajtelepek kitermelése A tengerfenék alatt húzódó nagy kiterjedésű olajmezők felfedezése egy sor különböző partközeli fúróberendezés építését eredményezte, ezek lehetnek stabil alapra épített fúrótornyok, de mozgatható fúróhajók is, amelyek mind nyersolaj, mind pedig a szárazföldi és tengeri fúrások során keletkező értékes melléktermék a földgáz kitermelésére is képesek ben kb. 72 millió hordó nyersolajat termeltek ki a világon naponta, 30%-át tengeri fúrótornyokból (Mexikói-öböl, Norvégia) A modern fúrási technikáknak köszönhetően az olajat a tengeri fúrótoronytól 6 kilométernél távolabb levő telepekről ís ki tudják bányászni, egyszerre akár hatvan kúton keresztül is. A kutakból származó olajat először megtisztítják a szennyező anyagoktól, majd tárolják, mielőtt csővezetékeken keresztül, Vagy olajszállító hajókkal a partra juttatnák. Azokon a helyeken ahol nem lehet hozzáférni, az úszó kitermelő, tároló és elvezető hajókat (FPSO) használják a fúrótornyok funkciójára.

25 Napjaink korszerű tengeri kőolaj kitermelési módszerei

26

27 Naftén bázisú kőolajat. Az ásványolaj legfontosabb jelmzői A kőolaj (ásványolaj) többnyire sötét színű, sűrűn folyó anyag, amelynek összetétele az előfordulási helytől függően változik. Megkülönböztetünk: Paraffin, Intermedier és

28 Az ásványolaj alkotórészei Az ásványolaj színe: zöldes barnástól barnás-feketéig változó, állaga: hígfolyóstól a kenőcsszerűig terjedő fluid, tehát folyékony halmazállapotú anyag. Az ásványolaj a ráeső fényben sötétzöld, kékes fényben fluoreszkál. Majdnem kizárólagosan két kémiai elemből (atomból) épül fel:

29 Szénhidrogén molekulák kapcsolódási formái Alapvetően két kapcsolódási típust különböztetünk meg: Láncformájú (nem ciklusos) szénhidrogének Gyűrűformájú (ciklusos) szénhidrogének

30 A kőolaj használatának története Az őskorban a kőolaj természetes úton jutott a Föld felszínére és kisebb nagyobb pocsolyákat képezett. I.e évvel csodaszerként használta már az ősember a kőolajat, később gyógyszerként, majd világításra. Fazekaskorongok egyiptomi és asszír kultúrából (i.e körül), amelyek csapágyainak kenésére bizonyíthatóan bitumen-t használtak. Minden, ami az emberiség javára szolgál, azt az emberi leleményesség önmaga ellen is fordíthatja. Hannibál a vaddisznók hátát kőolajjal kenette be, majd meggyújtva, a megriadt állatok - nagy riadalmat és félelmet keltve - az ellenség közé rohantak. Tehát fegyver -ként először Hannibál használta a kőolajat, azóta is stratégiai anyag. Kezdetben mély gödrökbe gyűjtötték a kőolajat és megkezdték a feldolgozását. Nagy üstökben melegítették és a gázokat kívül hűtött csövekbe vezették, ahol lehűlve lecsapódott. A lecsapódott folyadékot petróleumnak nevezték és világítási célokra használták.

31 A kőolaj használatának története Az első aprócska desztilláló berendezést 1810 körül Prágában létesítették és ugyanitt 1834-ben megépítették a mai desztilláló torony elődjét, amely már eladásra termelt. Az első olajkutat 1859 augusztus 27-én Pennsylvániában Edvan L. Drake ezredes (valójában nyugalmazott vasutas) ütvefúrással készítette. 21 m mélységből feljött az olaj, amellyel megtöltöttek néhány wihsky-s hordót. Az első magyar olajfinomító Fiumében épült, ben a Standard Oil Almásfüzítőn olajünomítót hoz létre. A Magyar Amerikai Olajipari Részvénytársaság (MAORT) 1938-ban megkezdi Magyarországon az olajkitermelést. A XIX. század első idomítói az ásványolajból világító petróleumot állítottak elő. A petróleum gyártása során először egy jelentéktelen folyadék keletkezett, amely már relatíve alacsony hőmérsékleten elillant. Ezt az értéktelen mellékterméket Európában benzin -nek, Amerikában gazolin -nak nevezték el. A könnyen illó benzin kezdetben nem volt más, mint melléktermék, amelynek piacot kerestek. A benzint először a bécsi Hoch használta 1873-ban egy Lenoir elven működő motorba. A benzin az árnyékból igazán akkor lépett elő, amikor Nicolaus August Otto - német mérnok ban feltalálta a szikragyújtású (később róla elnevezett) motort és a karburátort alkalmazni kezdték. A benzin folyékony halmazállapota. magas energiatartalma és gyors illékonysága miatt a frissen felfedezett Otto-motor ideális üzemanyaga lett. Cari Friednch Benz német mérnök 1886-ban Mannheimben megszerkesztette és szabadalmaztatta az első működőképes, 0,8 LE-s, négyütemű benzinmotoros járművet. Tőle függetlenül ugyanebben az évben Gottlieb Daimler és Wilhelm Maybach is robbanómotoros gépkocsit konstruált.

32 A kőolaj feldolgozása A kőolaj-feldolgozás első lépése a víz és a kőzettörmelék elkülönitése ülepítéssel. Az ezt követő gáztalanítás (a 20 C-nál alacsonyabb hőmérsékleten forró komponensek elválasztása) során tekintélyes mennyiségű propán-bután gázt nyernek.

33 Olajfinomítás Mivel a nyersolaj sötét, ragadós folyadék, finomítják és lepárolják, hogy üzemanyagokat, műanyagokat, és más vegyipari terméket állítsanak elő. Az olajfinomítóban a nyersolajat különböző frakciókra választják szét, azokat, amelyek más-más forráshőmérséklettel rendelkeznek, a desztillációnak nevezett eljárás során, mely egy nagyon magas acéltoronyban megy végbe. A finomítás során a keverék sokféle alkotórészét (frakciókat) szétválasztják, majd kémiai szerkezetüket megváltoztatva hasznos vegyületekké alakítják. Amikor a frakciókat megfelelően megtisztították, akkor már alkalmasak arra, hogy további eljárásoknak vessék alá őket, hogy megváltoztassák kémiai szerkezetüket. Ilyen eljárás például a krakkolás vagy hőbontás, amikor a frakciók molekuláit még kisebb molekulákra darabolják katalizátor és magas hőmérséklet segítségével A másik ilyen eljárás a polimerizáció, amikor több ezer különálló kisebb molekulát kapcsolnak össze kémiai kötéssel, hogy hosszú, láncszerű molekulát hozzanak létre: a műanyagot.

34 Az atmoszférikus desztilláció A "stabilizált" kőolaj atmoszférikus desztillációjakor a következő frakciókat szokás elkülöníteni: C között forró párlat: nyers benzin C között forró párlat: petróleum C között forró párlat: gázolaj 360 C felett forró párlat: kenő- és paraffinolaj párlási maradék: petróleumaszfalt (gudron)

35 Szakaszos lepárló működési elve A szakaszos lepárlás, vagy - frakcionalizált desztilláció - azon az elven alapul, hogy a különféle tiszta frakcióknak különböző a forráspontjuk. A desztilláció toronyban egy sor lyukacsos tálca található különböző magasságokban, és a lehűlő gőzök ezeken csapódnak ki folyékony olajokká. Amikor a forró gőz áthatol a tálca lyukacsain, egy buborék sapkának nevezett eszköz pedig arra készteti, hogy buborékká váljék, és folyadék formájában lecsapódjék a tálcán. A fölfelé szálló forró gőz föl melegíti a folyadékot, és az illékony molekulák elpárolognak, feljebb hatolnak a torony teteje felé, a folyadék pedig tisztul.

36 Olajfinomító felépítése

37 Petrolkémiai termékek Az olajfinomítás során tehát a nyersolajat szétválasztják számos különböző összetevőre, ezek pedig széles körű felhasználási lehetőséggel rendelkeznek az iparban, és a szállítóeszközök legtöbbjének is ez jelenti a folyamatos üzemanyag-utánpótlást. A finomítók szabályozni tudják a toronyban uralkodó hőmérsékletet, és ezzel a megrendelők kívánságának megfelelően változtatni tudják az egyes frakciók arányát a finomítás során így például, ha több dízelüzemanyagra van szükség, akkor több dízelfrakciót tudnak kiválasztani. Az bemutatott petrolkémiai termékek felsorolása korántsem kimerítő, csupán a legfontosabb üzemanyag-típusokat mutatja be, azokat, amelyeket közvetlenül a fínomítási eljárás során állítanak elő. A fajsúlyuk alapján sorba állított termékek a gázzal, a legkönnyebb frakcióval kezdődnek, és folytatódnak egészen a legnehezebbig, a bitumenig.

38 A feldolgozás termékei A kőolaj-feldolgozás főbb termékei: motorhajtó anyagok (benzin, gázolaj); különböző kenőolajok (orsó-, gép-, motorolaj, stb.), szilárd paraffin; bitumen. Előállításuk részletesebb ismertetése a kőolajipari technológia feladata.

39 Motorhajtó anyagok Motorbenzin Megbízhatóság, a teljességig tökéletesítve. Motorbenzinjeik a legmodernebb befecskendezős és turbó feltöltésű, valamint a hagyományos rendszerű karburátoros motorok számára is ideálisak. Motorbenzinjeik védelmet nyújtanak a korrózió és a gyantásodás ellen is. A MOL motorbenzinek típusai: ESZ 95-ös ólmozatlan szuperbenzin ESZ 98-as ólmozatlan euroszuperbenzin

40 Motorhajtó anyagok Gázolaj Alacsony kéntartalom, nagy hideg tűrő képesség. A MOL motorikus gázolaj kiváló minőségét a folyamatos fejlesztés és az adalékgyártó cégek legújabb alapanyagai biztosítják. A kiváló minőségű MOL dízelgázolaj magas szinten tesz eleget a környezetvédelmi el-várásoknak, továbbá a legkorszerűbb gépjárművek igényeinek.

41 Motorhajtó anyagok Bunker gázolaj A MOL Bunker gázolaj a hajózás korszerű üzemanyaga, amely megfelel a DIN szabvány előírásainak. A Bunker gázolajat Solvent Yellow 124 markerrel jelölik. A jelölőanyag nem változtatja meg a termék színét, de pontosan azonosíthatóvá teszi.

42 Motorhajtó anyagok JET-A1 A biztonságos repülés hajtóa-nyaga a kiváló teljesítményű JET-A1 sugárhajtómű-tüzelőanyag. A repülőgépek biztonságos működését garantáló üzema-nyag tisztaságát a speciális gyártási körülmények garan-tálják. Az adalékok megaka-

43 Kenőanyagok Közlekedési kenőanyagok Prémium motorolajok személygépjárművekhez / transzporterekhez A személygépkocsik és transzporterek szintetikus kenőanyagaival a legmagasabb szintre emeli autója motorjának védelmét. Kihasználja autója maximális teljesítményét!

44 Motorolajok haszonjárművekhez Az igénybevétel nem számít! Legyen szó bármilyen munkáról, a teherszállításban, a mezőgazdaságban és az építőiparban alkalmazható motorolajaik minden tekintetben megfelelnek a kihívásoknak.

45 Motorkerékpár motorolaj Két kerékre optimalizálva. A négyütemű motorkerékpárok számára készült motorolajaikkal két keréken is garantált a motor védelme és a biztonságos vezetés élménye.

46 Kerti kisgép motorolaj A kisgépek kiváló védelmező-je. Fűnyíró gépek, rotációs kapák, talajlazítók, hómarók, áramfejlesztők számára az intenzív terhelés esetén is védő, hosszú élettartamot biztosító motorolaj.

47 Ipari olajok Szerszámgépek kenőolajai Cirkulációs- és szerszámgépolajok Turbinaolajok Ipari hajtóműolajok Hidraulikaolajok Hidraulikaolajok Fűrészgép-lánckenőolajok Szigetelőolajok Formaleválasztó segédanyagok Fehérolajok

48 Fémmegmunkálás segédanyagok Gépeknek, de nem gépiesen! A fémmegmunkálás során alkalmazott, technológiát elősegítő vegyipari készítmények rugalmasan alkalmazhatóak a kívánt célra. Vízzel elegyíthető (ISO MA) Vízzel nem elegyíthető (ISO MH)

49 Kenőzsírok Kalciumbázisú kenőzsírok Lítium bázisú kenőzsírok Hőálló kenőzsírok Komplex kenőzsírok Komplex kenőzsírok Speciális kenőzsírok

50 Útépítési bitumenek A bitumenek legnagyobb felhasználási területe az útépítés. Az aszfaltburkolatok és bitumenes pályaszerkezeti rétegek kötőanyaga a bitumen, amely az aszfalt szervetlen komponenseit (homok, kőzúzalékok, töltőanyag, leggyakrabban mészkőliszt) összetartja.

51 Építőipari bitumenek Építőipari bitumenjeik kielégítik a bitumenvizsgálati szabvány által előírt határértékeket és növelik a felhasználásukkal készült fedéllemezek tartósságát is. Ezen termékeik a szigetelés, szigetelőlemez- és fedéllemezgyártás alapanyagai.

52 Vegyipari termékek Aromások Benzol A benzol számos intermedier rendkívül fontos kémiai alap-anyaga. Többek között poli-mer műanyagok, műszálak, műgyanták és műgumik, fes-tékek, mosószerek, oldósze-rek előállítására alkalmazzák. Toluol A toluol fontos kémiai oldószer, sokféle intermedier alap-anyaga. Polimer műanyagok, műszálak, műgyanták és mű-gumik, festékek, mosószerek, oldószerek előállítására alkalmazzák.

53 Vegyipari termékek Aromások Xilol Aromatol A xilolt oldószerként természetes és szintetikus gyanták, zsírok, viaszok, bitumenek, kátrányok oldására használ-ják. Szintén alkalmas lakkok, festékek, nyomdafestékek, ragasztószerek, épületvédelmi szerek, rovarölők stb. oldására, ill. előállítására Az oldószert vevőink igényeit figyelembe véve fejlesztettük, ezért kisebb kéntartalmú, szűk forráspont-tartományú. Többi termékünkhöz hasonlóan a gyártáskor messzemenően figyelembe vesszük az EU minőség- és környezetvédelmi előírásait.

54 Speciális benzinek Lakkbenzin A lakkbenzineket a festék-, tinta-, vegytisztító- és gumi-iparban, fémtisztító és zsíroldó anyagként, háztartási vegyipari termékek oldószereként alkalmazzák Petróleum A világítópetróleum esetében például a vízmentesség és tisztaság érdekében a vevői igények szerint az alapanyagot további finomításnak vetjük alá.

55 Vegyipari termékek Paraffinok Felhasználási javaslatok A paraffin kémiai jellegéből adódóan nem mérgező anyag. Döntően folyékony állapot-ban, melegen használják fel, ezért az égési sérülések elke-rülése végett kellő gondos-sággal kell eljárni.

56 A legfontosabb felhasználás továbbra is a járművek üzemeltetése Napjaink korszerű autói gyorsak.

57

58 Nagy méretűek és teljesítményűek

59 Szépek..

60 Illetve nagyon gyorsak és nagyon szépek De nem mindig volt ez így

61 Egy kis történelem Az első robbanómotor szó szerint robbant! Christian Huygens 1673-bankészítette. Az általa szerkesztett motor valóban robbanó motor volt, mert üzemanyagnak puskaport alkalmazott. A puskapor felrobbanása felemelt egy súlyos dugattyút, mely aztán lefelé haladva munkát tudott végezni. Őt Benier és Erickson követte hőléggépek megszerkesztésével. Motorjukban a munkát a fűtés hatására kiterjedő levegő fejtette ki. Ezek a gépek természetesen szakaszos működésűek voltak, fordulatszámról esetükben még nem beszélhetünk

62 Gázmotorok korszaka Philip Leben 1799-ben folyamatos működésű, villamos gyújtású gázgépet konstruált és ezzel megkezdődött a világítógáz felhasználásának korszaka, de érdekes módon a szikragyújtást ezután kb. 100 évre elfeledték Megbízhatóan működő gázgépet 1860-ban Lenoir, ill ben Langen és Otto készített. Ezek hatásfoka igen alacsony 5% ill.16% volt. Az Otto-féle gázmotor 3 LE-s kivitelben 5000 darabos sorozatnagyságot ért el.

63 Folyékony tüzelőanyagok Otto N. Agost 1878-ban 4-ütemű motort fejlesztett ki, ez mindössze 3 bar-os kompressziójú és ennek megfelelően alacsony hatásfokú motor volt. A kortárs K. Benz 1878-ban és Daimler 1886-ban szintén megalkotta 4-ütemű, benzinnel hajtott motorját. Ezek a nevek a ma emberének is ismerősen csengenek, az első sikeres szerkezet megépítője után nevezzük mind a mai napig a 4-ütemű benzinmotort Otto motornak.

64 Indikátor diagramok a XIX. századból

65 Nicolas-Joseph Cugnot mutatta be az első működőképes, önjáró, gőzzel hajtott járművet, a gőzkocsit 1769-ben. Ez volt tulajdonképpen az első gépkocsi. A minta a vasút volt A legelső járművek

66 Lenoir az első kétütemű gázmotor A gőzmozdonyok és a gőzkocsik elterjedésével sokan gondolhatták, hogy az álom megvalósult, mely szerint az ugyan még tökéletesítésre szoruló, de már igavonó nélkül haladni képes szerkezet a közlekedésben a végállomás. Az első megdöbbenést a világító gáz gyakorlatban való elterjedése okozta ben Richard Watson feltalálta a gázmosó ősét, amely már tiszta világítógázt bocsátott ki. Főként városok közvilágítására használták, de ez lett a hajtóanyaga a későbbi gázmotoroknak is az első működő kétütemű Lenoir motor, amelyet alkotója már kocsiszekrényre is szerelt és Párizs szélén tett egy utat

67 1876 Nicolaus August Otto 1876-ban első működő négyütemű (Otto) belsőégésű motor gázüzemű volt Franciaország: az első autóverseny (PARIS- RUEN, 126 km) győztes: de Dion Bouton gőzautó, 17 km/óra átlagsebességgel. A legnagyobb rivális azonban az elektromos autó volt. Akkumulátor fejlesztők - Volta 1800, Faraday 1821, Edison 1900, 1905

68 Rudolf Diesel Párizsban született, szülei bajor bevándorlók. Apja bőrcikkeket készített, anyja angol tanárnő volt Szülei akarata ellenére gépészmérnök lesz a Technische Hochschule München-ben példa értékűen kiváló diplomával 1880-ban. Első terve szerint szénport fecskendezett be egy henger 200 atmoszférára összenyo-mott légterébe, de a végcélja az volt, hogy a nyomás által felhevített légtérbe fecskendezett nehéz kerozin minden szikra nélkül, magától gyulladjon meg. Rudolf Diesel belsőégésű motorjára február 23-án kapott szabadalmat. Ez a szabadalom a gáztörvényeken alapult levegősűrítéssel működő, tehát gyújtógyertya nélküli (öngyulladásos), belsőégésű motorokat írta le ban közzétette elméleti munkáját a hőerőgépekről. A működő prototípust az augsburgi Maschinenfabrik Augsburg Nürnberg (M.A.N.) cég készítette el Rudolf Diesel 1927 Robert Bosch

69 Jól kiépített infrastruktúra mellett egy villamos modell napi 160 kilométert is meg tudott tenni egyetlen feltöltéssel Az akkori benzineseknek gyakran meg kellett állni, hogy lehűtsék a motort, kb. 30 kilométereként. Sok helyre be se hajthattak, mivel a zaj megijesztette a lovakat. A benzines járművek sokáig nem voltak képesek nagyobb emelkedő leküzdésére A gőzhajtású járművek labdába se rúghattak, max. 20 kilométer után vizet, kilométerenként pedig fűtőanyagot kellett vételezni. Az elektromos áram a századfordulón sokkal drágább volt, mint a benzin. Kanadában 1 kwh energia 20 centbe került, egy gallon benzin csak 5-be. Az elektromos autó végét a sorozatgyártásban olcsón előállított Ford T-Modell jelentette. Elektromos, külső-, vagy belsőégésű?

70 A járművekkel szembeni elvárások Amerikában a századfordulón Legyen olcsó, hogy a vidéki farmer és a városi munkás is megvehesse Legyen elegendő nyomaték - teljesítmény az induláshoz és a hegymenethez (az emelkedők komoly kihívást jelentettek!) Minél kisebb zaj (akkoriban sok volt a ló vontatású jármű) Könnyű kezelhetőség és üzemeltetés Megbízható elindítás, megállítás, fordulatszám szabályozás Alacsony és magas fordulaton is stabil üzem A korabeli terepviszonyoknak megfelelő futómű Utazási kényelem a rázós út nélküli terepen is Tartalék alkatrész ellátás egyszerű házilagos javíthatóság Az időjárásnak ellenálló karosszéria Az utazáson kívül más gép (szivattyú, fűrész, stb) hajtása

71 A kémiai üzemanyag használat fejlődése

72 A jelenlegi helyzet Összesen kb millió gépjármű van a bolygón Ennek több, mint 98 %-a benzin- vagy dízelüzemű 3-5 millió ( kb. 0,5 %) propán-butángáz (LPG) hajtású autó 1 millió (kb. 0,1 %) földgáz (CNG és LNG) hajtású a maradék az összes hibrid, alternatív, illetve elektromos és egyedi jármű Ezért először a kőolajból készülő üzemanyagokkal foglalkozunk

73 Meddig tart az olajkorszak..???? forrás: NKTH konferencia Veszprém 2005

74 Bánki Donát éves korában világraszóló tanulmány Bánki Donát volt az első aki tanulmányaiban rámutatott, hogy az Otto motoroknál a gyakorlatilag még megengedhető legnagyobb kompressziót kell alkalmazni A karburátor feltalálása (1893) és számos működő motor kifejlesztése mellett ez Bánki Donát legnagyobb érdeme. Bánki Donát második tanulmánya német nyelven jelent meg Zur Ermittlung der Vorteilhaftesten Mischungverhaeltnisse und Dimensionen bei Gasmaschinen cimmel. Ennek nyomán egycsapásra európai hírnévre tett szert. A harmadik tanulmányával 1893-ban elnyerte az akkor igen rangosnak számító Hollán díjat. Ebben a tanulmányban Bánki egy gondolati kísérletet végzett el egy képzeletbeli motorral, amelynél különböző energia bevezetések mellett tanulmányozta ezek mechanikai, termikus és összhatásfokát illetve a keletkező feszélyeket azaz nyomásokat.

75

76 Bánki Donát eredményeit a fenti diagramokban tette közzé. 4 oszlopban a különböző energia-bevezetések láthatók a vízszintes sorokban a termikus hatásfok, a mechanikai hatásfok és az összhatásfok görbéi láthatók. A legalsó sorban a különböző kompresszió terekben fellépő feszélyek azaz nyomások találhatók.

77

78

79

80 Otto és Bánki motor összehasonlítása Összehasonlítva Otto és Bánki motorját, megállapítható, hogy a hasonló méretű hengertérfogat és motorméret mellett a Bánki motor teljesítménye több mint háromszoros volt. (Ma egy F1 motor tömege 95 kg lehet!) Érdemes megfigyelni (elrendezések, méretek, fordulatsz.) Bánki ennél a motornál belső hűtést valósított meg, azaz a hengertérbe az üzemanyaggal együtt vizet is porlasztott és ehhez egy kettős karburátort is kifejlesztett. Ez a gondolat a későbbi fejlesztések során is felmerült, de az ezzel kapcsolatos kísérleteket mindmáig nem vitték végig. Pedig lehet, hogy a kipufogógáz visszavezetés helyett a vízbeporlasztás hatásosan eliminálhatná a legveszélyesebb kipufogógáz-összetevők a nitrogénoxidok keletkezését is

81 Egy kis érdekesség Műszaki kifejezések Bánki Dónát korából Tűzgépek, avagy melegfejtő anyaggal dolgozó mótorok - BEM feszély kompresszió híjoltság vákuum segédbütykű indítóforgattyú kurbli Kihagyásos szabályzó regulátor 2 szakaszos, 4 szakaszos motorok porlasztó, vagy gázító amely harmatszerűleg elporlaszt kipuffanó égéstermék, amely a kiömlesztő szelepen át távozik

82 Bánki Donát és Csonka János

83 Csonka János Csonka János 7 évvel volt idősebb Bánkinál és től a műegyetem tanműhelyének a művezetője volt. Fiatalon bejárta Európa iparilag legfejlettebb országait Bécs, Zürich, Párizs, London élettörténete kalandos, tulajdonképpen tanulatlan, de idegen nyelveken beszélő, világlátott ember volt. Bánkival kialakított együttműködése az elmélet és a gyakorlat szerencsés találkozása volt. Ő vitte csúcsra a századfordulón a Magyar autógyártást Bánki Donát elméleti tudásával és az Ő gyakorlati érzékével akkoriban a motorgyártás területén felvettük a versenyt a Németekkel és a Franciákkal is!

84 Bánki Donát és Csonka János közös szabadalmai és újításai Újítások gázgépeken-1889 Bánki Donát második tanulmánya német nyelven jelent meg Zur Ermittlung der Vorteilhaftesten Mischungverhaeltnisse und Dimensionen bei Gasmaschinen cimmel. Vezérmű 4 ütemű motorok számára Újítások gáz és petróleum motorokon porlasztó és izzító kifejlesztése Önálló porlasztó szabadalom 1893 X.18. W. Maybach francia szabadalma (csepegtetős) porlasztóra 1893 VIII.17. Automatikus csőgyújtó A racionális hőmotor szerkesztésének alapelvei Gázkalapácsok és benzinmotorok tervezése Bánki Csonka - féle benzinlokomobil Elsőkerék hajtású automobil

85 Az Ipartörténeti Múzeum mind a mai napig számos Bánki Donát és Csonka János által tervezett gépet, gépalkatrészt őriz

86 A porlasztó feltalálása A karburátor feltalálói elsősége körül Európában vita alakult ki, nevezetesen a németek és a franciák Maybach nevéhez kötik a találmányt. A valóság ezzel szemben az, hogy a találmány egyértelműen Bánki és Csonka tulajdona, akik 1893 febr. 11.-én adták be szabadalmaztatásra elképzelésüket. A beadás a feltalálók számára azért vált sürgőssé, mert Lázár Pál a műegyetem tanára febr. 10.-én előadásában méltatta a találmányt és a feltalálók attól tartottak, hogy a találmány nyilvánosságra kerülése újdonságrontó hatású lehet. További nehézséget jelentett a már nemzetközi hírnévvel rendelkező Bánkinak, hogy a diplomájának védésére szintén ebben az időben, febr.9.-én került sor. Így a találmány kidolgozására kevés idő maradt. A szabadalomban a karburátor csak mint egy igénypont szerepelt, ezért a feltalálók 1893 okt. 18.-án kértek önálló szabadalmat. Wilhelm Maybach 1893 aug. 17.-én kért és kapott francia szabadalmat a hasonló elven működő porlasztójára, tehát fél évvel későbben, mint amikor Bánkiék ismertették saját karburátorukat. A németek rámutattak ugyan elsőségükre, de akkor már késő volt...

87

88

89

90 Ez az őskarburátor, mely a világon az első ilyen szerkezet volt és amelynek úszója még parafából készült. Mögötte pedig a kétúszóházas változat látható, mely az üzemanyag és a víz egyidejű harmatszerű elporlasztására alkalmas

91

92

93 Bánki és Csonka további motorjai, konstrukciói

94

95

96 Bánkinak a járművek kialakításával kapcsolatban is van ötlete, nevezetesen az elsőkerékhajtás megoldására adott terveket. A problémát első-sorban a kormányozott kerekek meghajtása okozta, melyet Bánki ezzel az elképzeléssel kívánt megvalósítani. A megoldás, ha nem is kifogástalan (1 kardán), mégis úttörő jellegű, mert rámutatott az első kerék hajtás kivitelezhetőségére.

97 Végül egy kis lazítás Ha nem tehetjük, amit akarunk, azt kell akarnunk, amit tehetünk Az iskolát soha senki nem szerette, akinek egy csöpp esze volt Aki nem ért a tréfához, nem ért a komolyabb dolgokhoz sem Tehetséges az, aki többet tud, mint amennyit tanul!!!