211service.com
Superkritiskā degvielas iesmidzināšana
Pētnieki Ņujorkā ir pierādījuši superkritisku dīzeļdegvielas iesmidzināšanas sistēmu, kas var samazināt dzinēja emisijas par 80 procentiem un palielināt kopējo efektivitāti par 10 procentiem.
Virskritiskā stāvokļa uzlabošana: Šī laboratorijas iekārta tiek izmantota, lai pētītu superkritisko dīzeļdegvielu.
Dīzeļdzinēji mēdz būt efektīvāki nekā benzīna dzinēji, taču kompromiss ir tāds, ka tie parasti ir vairāk piesārņojoši. Tā kā dīzeļdegviela ir smaga, viskoza un mazāk gaistoša nekā benzīns, degšanas laikā ne visa degviela tiek sadedzināta, kā rezultātā oglekļa savienojumi tiek atbrīvoti kā kaitīgi daļiņu sodrēji. Augstāka sadegšanas temperatūra, kas nepieciešama dīzeļdegvielas sadedzināšanai, palielina arī slāpekļa oksīdu emisijas.
Šķidrums kļūst superkritisks, kad tā temperatūra un spiediens pārsniedz kritisko robežpunktu, liekot tam iegūt jaunas īpašības starp šķidruma un gāzes īpašībām. Džordžs Anitesku, zinātniskais līdzstrādnieks Biomedicīnas un ķīmijas inženierijas katedra Sirakūzu universitātē Ņujorkas štatā, kurš izstrādāja jauno dzinēja dizainu, saka, ka superkritisko dīzeļdegvielu var sadedzināt efektīvāk un tīrāk.
Paceļot dīzeļdegvielu līdz superkritiskajam stāvoklim pirms iesmidzināšanas dzinēja sadegšanas kamerā, viskozitāte kļūst mazāka problēma, saka Anitesku. Turklāt superkritisko šķidrumu augstā molekulārā difūzija nozīmē, ka degviela un gaiss sajaucas gandrīz acumirklī. Tā vietā, lai mēģinātu sadedzināt relatīvi lielus degvielas pilienus, ko ieskauj gaiss, iztvaicētā degviela vienmērīgāk sajaucas ar gaisu, kas liek tai sadedzināt ātrāk, tīrāk un pilnīgāk. Savā ziņā tas ir kā starpposms starp dīzeli un benzīnu, taču ar abu priekšrocībām, saka Anitesku, kurš savu darbu prezentēja pagājušajā nedēļā plkst. Dzinēju efektivitātes un emisiju izpētes virzieni , konferencē, kas notika Dīrbornā, MI.
Agrāk, lai uzlabotu dīzeļdegvielas veiktspēju, tika izmantota cita saistīta pieeja, ko sauca par viendabīgu lādiņa kompresijas aizdedzi. Tas ietver dīzeļdegvielas un gaisa iepriekšēju samaisīšanu, pirms to kā tvaiku ievada sadegšanas kamerā zem augsta spiediena. Taču, lai gan šis maisījums deg efektīvāk, tas arī padara degšanu grūtāk kontrolējamu, kas var izraisīt dzinēja klauvēšanu: triecienviļņus dzinēja cilindros, ko izraisa nesadegušās degvielas un gaisa kabatas. Turpretim superkritiskā dīzeļdegvielas iesmidzināšana rada ļoti mazus tvaikiem līdzīgus pilienus, bet ar degvielas blīvumu, kas līdzvērtīgs šķidrumam, saka Anitesku.
Andreass Birgels , pētnieks iekšdedzes dzinēju un degvielas sistēmu pētniecības grupā Londonas Universitātes koledžā, Apvienotajā Karalistē, saka, ka ir liela interese par dīzeļdegvielas ražošanu, kas vieglāk iztvaiko, piemēram, izmantojot kukurūzas vai rapšu eļļu biodīzeļdegvielas ražošanai. salīdzinoši zema viskozitāte. Vēl viena pieeja ir parasto dīzeļdegvielu apstrādāt ar piedevām, viņš saka.
Lai dīzeļdegviela sasniegtu superkritisko stāvokli, Anitescu degvielas sistēmai tā vispirms ir jāuzsilda līdz aptuveni 450 grādiem pēc Celsija ar aptuveni 60 000 000 Paskālu spiedienu. Anitesku saka, ka spiediena sasniegšana nav problēma, taču temperatūras paaugstināšana ir prasīgāka.
Tā kā degvielas sistēmas parasti darbojas temperatūrā, kas zemāka par 80 grādiem pēc Celsija, Anitesku un viņa kolēģi izmantoja dzinēja izplūdes gāzu siltumu, lai paaugstinātu degvielas temperatūru. Tas rada papildu komplikācijas. Viņš saka, ka jums ir jānovērš tā koksēšana. Koksēšana notiek, kad reaģē ogļūdeņraži degvielā, veidojot lipīgus nogulsnes, kas var izraisīt degvielas sistēmas darbības traucējumus. No parādības var izvairīties, atšķaidot degvielu ar kādu piedevu, piemēram, oglekļa dioksīdu vai ūdeni. Sirakūzu dzinējā tiek ievadīts neliels daudzums izplūdes gāzu, lai darbotos kā pretkoksēšanas līdzeklis, kas pazīstams kā izplūdes gāzu recirkulācija.
Sistēma ir pārbaudīta tikai laboratorijas iestatījumos, bet prototips varētu būt gatavs testēšanai līdz gada beigām, saka Anitesku. Degvielas sistēma ir paredzēta, lai izmantotu parastos degvielas iesmidzinātājus, lai gan tie ir paredzēti darbam ar parastajiem šķidrumiem. Anitesku saka, ka, iespējams, ir iespējams uzlabot veiktspēju, pārslēdzoties uz šķidru stāvokli, kas ir tieši zem superkritiskā līmeņa. Tas var izraisīt iztvaikošanu, vienlaikus uzlabojot inžektoru veiktspēju. Viņš saka, ka mums šeit ir daudz iespēju.
Tajā pašā konferencē Transoniskā sadegšana Uzņēmums, kas atrodas Kamarillo, Kalifornijā, iepazīstināja ar informāciju par alternatīvu veidu, kā izmantot superkritisko degvielu, kas ietver jaunu degvielas iesmidzinātāju un visas dzinēja vārstu sistēmas un sadegšanas kameras pārprojektēšanu.
Bet ar abām pieejām superkritiska attieksme nenāk bez maksas, saka Birgels. Jums joprojām ir nepieciešama viskozitāte, jo lielākā daļa dīzeļdegvielas sistēmu ir atkarīgas no eļļošanas degvielas, viņš saka.
Tas ir jautājums, kas vēl ir jārisina, atzīst Anitesku. Viņš saka, ka varētu būt iespējams ieviest smērvielas, taču tas būtu nepieciešams tikai degvielas sistēmas beigu posmā, kur šķidrums ir viskarstākais. Viņš saka, ka attiecībā uz subkritiskajām degvielām tā var nebūt problēma.