211service.com
Benzīna dzinēja atkārtota izgudrošana
Jaunā dzinēja koncepcija, ko izstrādājuši Viskonsinas-Medisonas Universitātes pētnieki, varētu samazināt degvielas patēriņu par aptuveni 30 procentiem automašīnās un gandrīz par 20 procentiem smagajās kravas automašīnās. Ar gāzi darbināmos automobiļos jaunais dizains maz palielinātu dzinēja izmaksas. Lieljaudas kravas automašīnās tas ievērojami samazinātu izmaksas, novēršot vajadzību pēc dārgām pēcapstrādes sistēmām, lai samazinātu emisijas.
Testa dzinējs: Viskonsinas-Medisonas universitātes pētnieki izmantoja šo Caterpillar lieljaudas dīzeļdzinēju, lai pārbaudītu jaunu augstas efektivitātes sadegšanas koncepciju.
Koncepcija, kas tika demonstrēta testa dzinējos, ietver precīzu divu dažādu degvielu sajaukšanu sadegšanas kamerā, kas nodrošina lielāku kontroli gan pār degšanas laiku, gan ilgumu. Tas varētu nodrošināt veidu, kā izpildīt degvielas ekonomijas noteikumus bez dārgākiem elektromotoriem un akumulatoriem, kas atrodami hibrīdautomobiļos (lai gan, lai nodrošinātu vēl lielāku efektivitāti, jauno dizainu varētu iekļaut hibrīdautomobilī). Jaunā dzinēja koncepcija ir iespējama, pateicoties precīzai elektroniskai degvielas iesmidzināšanai un datorsimulāciju attīstībai. Mēs atklājām šo procesu, izmantojot uzlabotu datormodelēšanu, kas ļāva mums noteikt recepti optimālai degvielu sajaukšanai, saka. Rolfs Reics , mašīnbūves profesors UW-Madison.
Dizainam ir divas versijas, viena paredzēta lieljaudas dīzeļdzinēju aizstāšanai, bet otra, kas tiks prezentēta šoruden un aizstātu parastos benzīna dzinējus. Abi izmanto vienu un to pašu sadegšanas procesu, kas padara dīzeļdzinējus ievērojami efektīvākus nekā benzīna dzinējus — saspiež degvielu un gaisu, līdz tas sasniedz spiedienu un temperatūru, kas izraisa tā aizdegšanos, nevis izmanto dzirksteli, lai aizdedzinātu degvielu. Jaunais dizains uzlabo dzinēja efektivitāti, kas pārsniedz dīzeļdzinēju efektivitāti, samazinot siltuma veidā izšķērdētās enerģijas daudzumu un uzlabojot kontroli pār sadegšanas laiku. Tas arī ievērojami samazina emisijas, kas saistītas ar dīzeļdzinējiem, kas ir īpaši svarīgi tagad, kad jaunie emisiju noteikumi liek autoražotājiem izmantot dārgas pēcapstrādes sistēmas.
Versijā, kas paredzēta lieljaudas dīzeļdzinēju nomaiņai, benzīns no vienas degvielas tvertnes tiek iesmidzināts ieplūdes atverē netālu no sadegšanas kameras, kur tas sajaucas ar gaisu, pirms nonāk kamerā (tā ir parastā degvielas iesmidzināšanas forma benzīna transportlīdzekļos ). Pēc tam dīzeļdegvielu no citas tvertnes tieši iesmidzina kamerā, izmantojot zemspiediena degvielas sprauslu. Saspiežot šo maisījumu, vispirms aizdegas dīzeļdegviela, pēc tam neilgi seko benzīns, kas ir izturīgāks pret degšanu. Abu degvielu attiecības regulēšana nosaka gan sadegšanas laiku, gan tā ilgumu. Konstrukcija prasa precīzu degvielas iesmidzināšanas kontroli, jo abu degvielu attiecībai un sadalījumam kamerā ir jāmainās atkarībā no dzinējam uzliktās slodzes. Ar vieglām kravām maisījums ir aptuveni 50–50, savukārt smagākām kravām var būt nepieciešami tikai 5 procenti dīzeļdegvielas. Iegūtais dzinējs ir aptuveni par 55 procentiem efektīvs, salīdzinot ar 40 līdz 45 procentiem parasto lieljaudas dīzeļdzinēju efektivitāti. Emisijas ir pietiekami zemas, lai izslēgtu nepieciešamību pēc pēcapstrādes sistēmām izplūdes sistēmām, kas lieljaudas kravas automašīnās var maksāt tikpat daudz kā pats dzinējs.
Versijā, kas paredzēta, lai aizstātu parastos benzīna dzinējus, dīzeļdegviela tiek aizstāta ar benzīnu, kas sajaukts ar piedevu, lai padarītu to reaktīvāku, uzlabojot degvielas aizdegšanos. Tā vietā, lai būtu divas degvielas tvertnes, automašīnai ir nepieciešama tikai viena benzīna tvertne un neliels rezervuārs logu mazgāšanas šķidruma pudeles lielumā, lai noturētu piedevu. Parastā gāze tiek ievadīta ar porta inžektoru, un gāze, kas sajaukta ar piedevu, tiek ievadīta tieši kamerā. Rezultāts ir dzinējs, kura efektivitāte ir par 45 procentiem, salīdzinot ar aptuveni 30 procentiem parasto benzīna dzinēju.
Abās sistēmās šī pieeja samazina dzinēja spiedienu un temperatūru, kas samazina smogu veidojošo un citu bīstamu piesārņotāju veidošanos. Zemāka temperatūra arī samazina siltuma dēļ zaudētās enerģijas daudzumu, padarot to pieejamu virzuļa piedziņai. Mēs pagarinām degšanas notikumu kontrolētā laika periodā, lai iegūtu maigu siltuma izdalīšanos, kas neizraisa vardarbīgu spiediena pieaugumu un augstu temperatūru sadegšanas kamerā, saka Reits.
Roberts Dibls , mašīnbūves profesors Kalifornijas Universitātē Bērklijā, saka, ka jaunais dizains ir gudra ideja. Viņš saka, ka divu degvielu konstrukciju varētu būt grūti panākt, lai autoražotāji un patērētāji to pieņemtu, taču viņš atzīmē, ka pašreizējās dīzeļdegvielas pēcapstrādes sistēmās jau tagad, uzpildot degvielu, autovadītājiem ir jāpievieno atsevišķs izplūdes gāzu attīrīšanas šķidrums, tāpēc šī barjera šobrīd var būt zemāka. Jaunā dizaina versijā, kurā tiek izmantota benzīna piedeva, būtu nepieciešams tikai uzpildīt piedevu katrā eļļas maiņā, norāda Reits, samazinot neērtības.
Dibls saka, ka cits pētnieks izmanto līdzīgu pieeju dzinēja efektivitātes uzlabošanai, taču viņa pieeja izmanto tikai vienu degvielu. Bengts Johansons , Lundas Universitātes Zviedrijā iekšdedzes dzinēju nodaļas vadītājs, ir uzrādījis augstu efektivitāti un zemu emisiju līmeni, kontrolējot degšanas laiku un ilgumu ar vairākām degvielas iesmidzināšanām. Taču atšķirībā no UW-Madison metodes, kurā izmanto degvielu ar dažādām sadegšanas īpašībām, Johansona pieeja kontrolē degšanu, sadegšanas kamerā izveidojot reģionus ar dažādām degvielas un gaisa koncentrācijām. Viens no iespējamiem trūkumiem ir tas, ka izmantotā augstā kompresijas līmeņa dēļ tam ir nepieciešams dārgāks dzinējs nekā parastajās ar gāzi darbināmās automašīnās.