Știm cu toții că în unele țări și regiuni dezvoltate, cum ar fi America de Nord, cerințele privind emisiile de motoare diesel au fost modernizate la standardul Tier 4 , care este mult mai mare decât cel intern. Prin urmare, în aceste domenii, unele instituții de cercetare tehnică și științifică se străduiesc în permanență să îmbunătățească eficiența combustibilului pentru a îmbunătăți eficiența termică a motoarelor diesel. Acest articol se bazează pe un astfel de scop. Următorul text este:
Producătorii de motoare caută în mod constant modalități de creștere a productivității, de îmbunătățire a fiabilității și de reducere a costurilor de funcționare, respectând reglementările stricte privind emisiile. Agenția SUA pentru Protecția Mediului' s Tier 4 prezintă o cerere mare fără precedent. În calitate de producător de motoare diesel, nu putem ajuta' nu ne putem întreba:" Ce să facem în continuare?"
În prezent, eficiența termică a motoarelor diesel este de aproximativ 40% până la 45%. Agenția pentru Energie din SUA (DOE) a stabilit o țintă de 55%. Până la sfârșitul lui 2020, acest obiectiv va fi posibil. Noua tehnologie nu va îmbunătăți doar activitatea motoarelor diesel. Eficiență, dar și comercial. Potrivit Ricardo' experți tehnici (Ricardo: o firmă de consultanță inginerească fondată de Sir Ricardo, traducătorul): Există patru tehnici pentru această problemă care pot afecta eficiența termică a motoarelor diesel în viitor.
Motor diesel tradițional
1 Miniaturizarea motorului
Miniaturizarea înseamnă reducerea deplasării motorului, dar puterea de ieșire este constantă. Obiectivul de reducere a deplasării este mai mare decât 10%, ceea ce se traduce printr-o creștere a eficienței combustibilului cu 1% la 4%. Motorul miniaturizat este mai potrivit pentru utilizare pe echipamente mai mici de pe autostradă. În unele echipamente, este posibilă și controlul reducerii vitezei. Pentru a obține o creștere a eficienței. De exemplu, atât timp cât turația motorului este redusă cu 200 rotații, se poate îmbunătăți economia de combustibil de la 1% la 3%.
Creșterea presiunii cilindrului este o altă abordare posibilă, dar acest lucru necesită ca raportul de compresie al combustibilului să crească sincron și rezistența capului cilindrului să crească. În prezent, direcția de cercetare tehnică a depășit direcția noilor materiale. Grafitul compact este un material relativ nou care poate asigura o presiune puternică și o greutate ușoară.
A treia direcție de cercetare este injecția de combustibil și amestecul de aer în cilindru. Creșterea presiunii de combustibil îmbunătățește livrarea și combustia, ceea ce duce la performanțe mai mari și la emisii reduse.
Pentru a îmbunătăți eficiența de ardere, designul pistonului în cilindru a fost, de asemenea, pus din nou pe ordinea de zi. De exemplu, Ricardo' s Twin Vortex Combustion System (TVCS), nucleul acestei tehnologii este injecția de combustibil împărțită în combustie superioară și inferioară pentru a gestiona mai bine raportul aer-combustibil și pentru a reduce funinginea. Aceasta va avea ca rezultat emisiile mai mici ale motorului și o eficiență mai bună a combustibilului.
2 Recuperarea căldurii reziduale
Conversia căldurii reziduale și recuperarea căldurii reziduale sunt o altă direcție de cercetare. Aproximativ 50% din motorul' energia este căldura uzată și jumătate din această căldură este pierdută (adică 25% din energia totală). Din această perspectivă, spațiul disponibil pentru recuperarea căldurii uzate este enorm.
În prezent, există două metode principale de recuperare a energiei: directă și indirectă. Metoda directă transformă căldura uzată în energie electrică prin utilizarea unui generator termoelectric (TEG). TEG funcționează prin generarea unei tensiuni între diferite metale expuse la temperaturi ridicate, similar cu un termopar care produce energie electrică. În cele din urmă, puterea generată de TEG poate acționa pe arborele cotit al motorului pentru a compensa puterea consumată de acționarea mecanică internă a motorului, cum ar fi excesul de putere care poate fi stocat pentru a fi utilizat în altă parte. Cea mai frecventă metodă de metodă indirectă este ciclul Rankine. Principiul este să folosești căldura uzată pentru a genera abur, apoi să folosești energia cinetică generată de abur. Este de așteptat ca până la 2020, acest dispozitiv să îmbunătățească eficiența combustibilului cu mai mult de 7. 5%.
3 Tehnologie cu valve variabile
Acționarea variabilă a valvei (VVA) este o tehnologie similară cu cea găsită pe motoarele auto și este mai frecvent utilizată pe motoare diesel mari. În comparație cu alte tehnologii, cum ar fi buteliile rupte, tehnologia supapei variabile facilitează creșterea eficienței combustibilului și creșterea cuplului la viteze mici. În prezent, această tehnologie este cercetată.
4 Control de combustie cu buclă închisă
Conceptul de control al combustiei cu buclă închisă este procesul de monitorizare a întregii combustii în timp real. Acest lucru necesită controlul injecției de combustibil, inclusiv strategiile de injecție de combustibil, reglarea presiunii în cilindru și altele asemenea. Datele arată că controlul cu buclă închisă poate îmbunătăți eficiența combustiei cu 2% - 4% în comparație cu controlul convențional cu buclă deschisă. Cu toate acestea, controlul cu buclă închisă aduce o creștere a complexității sistemului, ceea ce aduce probleme de stabilitate. De exemplu, senzorul trebuie să se adâncească în cilindru pentru a sonda presiunea și temperatura și trebuie să poată prelucra rapid datele, ceea ce înseamnă și cost. crește. Cu toate acestea, tehnologia de control cu buclă închisă și-a dovedit eficiența pe motoarele auto. Prin urmare, în viitor, direcția tehnologiei cu motoare diesel de mare capacitate va fi o direcție inevitabilă.
Patru direcții de cercetare care afectează eficiența motorului diesel
Aceste tehnologii sunt doar o serie de tehnologii care au fost dezvoltate în conformitate cu reglementările de emisii din ce în ce mai stricte. În viitor, se crede că cerințele globale de emisii vor deveni din ce în ce mai stricte. Eficiența de ardere a motoarelor diesel este în orice moment o direcție tehnică. În viitorul apropiat, eficiența de ardere a motoarelor diesel va fi din ce în ce mai mare.
www.sida-engine.com
