Test drive mesin bensin lan diesel ing mesin tunggal utawa mesin HCCI: Part 2

Mazda ujar manawa dheweke bakal dadi sing pertama nggunakake ing seri kasebut

Kanthi gas sing resik kaya bensin lan efisiensi solar. Artikel iki nyritakake babagan kedadeyan nalika ngrancang mesin sing ideal kanthi campuran homogen lan autoignition sajrone kompresi. Desainer mung ngarani HCCI.

Akumulasi ilmu

Pondasi pangolahan kasebut wiwit taun pitung puluhan, nalika insinyur Jepang Onishi ngembangake teknologi "Pembakaran aktif ing thermo-atmosfer". Ing yard, 1979 minangka periode krisis lenga kaloro lan Watesan legal serius pisanan saka alam lingkungan, lan goal engineer iku kanggo nggawa motor loro-stroke umum ing wektu sing selaras karo syarat iki. Dikenal yen ing mode beban ringan lan sebagean, akeh gas buang sing disimpen ing silinder unit loro-stroke, lan ide desainer Jepang yaiku ngowahi kekurangane dadi kaluwihan kanthi nggawe a Proses pembakaran ing ngendi gas sisa lan suhu bahan bakar dhuwur dicampur kanggo karya sing migunani.

Kanggo pisanan, insinyur saka tim Onishi bisa ngetrapake teknologi sing meh revolusioner dhewe, nyebabake proses pembakaran spontan sing bener-bener bisa nyuda emisi gas buang. Nanging, padha uga ketemu dandan pinunjul ing efficiency engine, lan sakcepete sawise pembangunan iki dicethakaké ana pangolahan padha Toyota, Mitsubishi lan Honda. Desainer kaget banget karo pembakaran prototipe kanthi kecepatan dhuwur lan ing wektu sing padha, ngurangi konsumsi bahan bakar lan emisi sing mbebayani. Ing taun 1983, conto laboratorium pisanan saka mesin self-ignition papat-stroke, kang kontrol proses ing macem-macem mode operasi bisa amarga kasunyatan sing komposisi kimia lan rasio komponen ing bahan bakar sing digunakake pancen dikenal. Nanging, analisis pangolahan kasebut rada primitif, amarga adhedhasar asumsi yen ing jinis mesin iki ditindakake amarga kinetika proses kimia, lan fenomena fisik kayata campuran lan turbulensi ora pati penting. Ing taun 80-an, pondasi dilebokake kanggo model analitis pisanan proses adhedhasar tekanan, suhu lan konsentrasi bahan bakar lan komponen udara ing volume kamar. Perancang teka menyang kesimpulan sing operasi saka jinis engine iki bisa dipérang dadi rong bagéan utama - kontak lan release energi volumetrik. Analisis asil riset nuduhake yen nyala dhewe diwiwiti kanthi proses kimia awal suhu sing padha (kedadeyan ing ngisor 700 derajat kanthi pembentukan peroksida) sing tanggung jawab kanggo pembakaran detonasi sing mbebayani ing mesin bensin, lan proses ngeculake energi utama. yaiku suhu dhuwur. lan dileksanakake ing ndhuwur watesan suhu kondisional iki.

Cetha yen karya kudu fokus ing sinau lan sinau asil owah-owahan ing struktur kimia lan komposisi muatan ing pangaruh suhu lan tekanan. Amarga ora bisa ngontrol wiwitan kadhemen lan bisa digunakake kanthi maksimal ing mode kasebut, para insinyur nggunakake busi. Tes praktis uga nandheske teori yen efisiensi luwih murah nalika nggunakake bahan bakar diesel, amarga rasio komprèsi kudu relatif kurang, lan ing komprèsi sing luwih dhuwur, proses ignition diri kedadeyan banget awal. stroke komprèsi. Ing wektu sing padha, ternyata nalika nggunakake bahan bakar diesel, ana masalah karo penguapan pecahan bahan bakar diesel sing gampang kobong, lan reaksi kimia sing wis murub luwih jelas tinimbang bensin oktane dhuwur. Lan siji liyane penting - iku dadi metu sing mesin HCCI bisa tanpa masalah karo nganti 50% saka gas ampas ing cocog mimpin campuran ing silinder. Saka kabeh iki nderek sing bensin luwih cocok kanggo digunakake ing jinis Unit lan pembangunan diarahake ing arah iki.

Mesin pertama sing cedhak karo industri otomotif asli, ing proses kasebut sukses diimplementasikake, yaiku mesin VW 1,6 liter sing diowahi ing taun 1992. Kanthi pitulungane, para desainer saka Wolfsburg bisa nambah efisiensi nganti 34% kanthi beban parsial. Ora suwe, ing taun 1996, perbandingan langsung mesin HCCI karo mesin bensin lan diesel injeksi langsung nuduhake manawa mesin HCCI nuduhake konsumsi bahan bakar paling murah lan emisi NOx tanpa mbutuhake sistem injeksi sing larang. ing bahan bakar.

Apa sing kedadeyan dina iki

Dina iki, sanajan ana arahan sing mudhun, GM tetep ngembangake mesin HCCI, lan perusahaan percaya manawa mesin jenis iki bakal mbantu ningkatake mesin bensin. Pendapat sing padha dikepengini dening para insinyur Mazda, nanging bakal dibahas babagan edhisi sabanjure. Laboratorium Nasional Sandia, kerja sama karo GM, saiki nyaring alur kerja anyar, sing minangka varian saka HCCI. Gawe kasebut diarani LTGC kanggo "Pembakaran Bensin Suhu Rendah". Amarga ing desain sadurunge, mode HCCI diwatesi ing kisaran operasi sing rada sempit lan ora duwe kaluwihane tinimbang mesin modern kanggo nyuda ukuran, para ilmuwan mutusake stratifi campuran kasebut. Kanthi tembung liyane, kanggo nggawe wilayah sing mlarat lan sugih sing dikontrol kanthi tepat, nanging beda karo solar liyane. Acara ing wiwitan abad iki nuduhake manawa suhu operasi asring ora cukup kanggo ngrampungake reaksi oksidasi hidrokarbon lan CO-CO2. Nalika campuran kasebut diperkaya lan entek, masalah bakal diilangi, amarga suhune mundhak sajrone proses pembakaran. Nanging, tetep isih kurang kanggo miwiti pambentukan nitrogen oksida. Ing wiwitan abad iki, para desainer isih percaya yen HCCI minangka alternatif suhu rendah kanggo mesin solar sing ora ngasilake oksida nitrogen. Nanging, iki ora digawe ing proses LTGC anyar. Bensin uga digunakake kanggo tujuan iki, kayata ing prototipe GM asli, amarga suhu duwe penguapan sing luwih murah (lan bisa dicampur karo udhara) nanging suhu autoignition luwih dhuwur. Miturut perancang laboratorium, kombinasi mode LTGC lan kontak kobongan ing mode sing ora disenengi lan angel dikontrol, kayata beban lengkap, bakal ngasilake mesin sing luwih efisien tinimbang unit downsizing sing ana. Delphi Automotive ngembangake proses ignition kompresi sing padha. Dheweke ngarani rancangane GDCI, kanggo "Injeksi Langsung Bahan Bakar Kompresi" (Injeksi Langsung Bensin lan Pengapian Kompresi), sing uga nyedhiyakake karya sing ramping lan sugih kanggo ngontrol proses pembakaran. Ing Delphi, iki digunakake kanthi nggunakake injektor kanthi dinamika injeksi kompleks, saengga, sanajan kekurangan lan pengayaan, campuran kanthi tetep tetep ramping supaya ora bisa nggawe soot, lan suhu sing cukup sithik ora mbentuk oksida nitrogen. Desainer ngontrol macem-macem bagean campuran supaya bisa ngobong ing wektu sing beda. Proses kompleks iki meh padha karo bahan bakar solar, emisi CO2 kurang lan pambentukan nitrogen oksida bisa diabaikan. Delphi wis nyedhiyakake paling ora 4 taun maneh dana saka pamrentah AS, lan minat pabrik kayata Hyundai kanggo pembangunan tegese ora bakal mandheg.

Ayo elinga Disotto

Pangembangan desainer Daimler Engine Research Labs ing Untertürkheim diarani Diesotto lan ing wiwitan lan mode beban maksimal kerjane kaya mesin bensin klasik, nggunakake kabeh kaluwihan injeksi langsung lan turbocharging cascade. Nanging, kanthi kacepetan lan beban sing sithik nganti medium sajrone siji siklus, elektronik bakal mateni sistem kontak lan ngalih menyang mode kontrol mode nyala. Ing kasus iki, fase katup exhaust radikal malih ngganti karakter sing. Padha mbukak ing wektu sing luwih cendhek tinimbang biasanipun lan kanthi stroke suda - supaya mung setengah saka gas exhaust duwe wektu kanggo ninggalake kamar pangobongan, lan liyane sengaja disimpen ing silinder, bebarengan karo akeh panas sing ana ing. . Kanggo entuk suhu sing luwih dhuwur ing kamar, nozzles nyuntikake bagean cilik saka bahan bakar sing ora ignite, nanging reaksi karo gas digawe panas. Sajrone stroke intake sakteruse, bagean bahan bakar anyar disuntikake menyang saben silinder kanthi jumlah sing tepat. Katup intake mbukak sedhela kanthi stroke cendhak lan ngidini hawa seger sing diukur kanthi tepat mlebu ing silinder lan nyampur karo gas sing kasedhiya kanggo ngasilake campuran bahan bakar ramping kanthi proporsi gas buang sing dhuwur. Iki diterusake kanthi stroke kompresi ing ngendi suhu campuran terus munggah nganti wayahe nyala. Wektu proses sing tepat digayuh kanthi ngontrol jumlah bahan bakar, hawa seger lan gas buang, informasi konstan saka sensor sing ngukur tekanan ing silinder, lan sistem sing bisa ngganti rasio kompresi kanthi cepet nggunakake mekanisme eksentrik. ngganti posisi crankshaft. Miturut cara, operasi sistem kasebut ora diwatesi ing mode HCCI.

Ngatur kabeh operasi Komplek iki mbutuhake elektronik kontrol sing ora gumantung ing pesawat biasanipun saka kalkulus predefined ditemokaké ing mesin pembakaran internal conventional, nanging ngidini owah-owahan kinerja nyata-wektu adhedhasar data sensor. Tugas angel, nanging asil worth iku - 238 hp. Diesotto 1,8 liter njamin konsep F700 kanthi emisi CO2 S-Class 127 g / km lan tundhuk karo arahan Euro 6 sing ketat.

Teks: Georgy Kolev

ngarep" Artikel" Kosong » Mesin Bensin lan Diesel ing Mesin Tunggal utawa HCCI: Bagean 2