Magni tal-petrol u diżil tat-test drive f'magni single jew HCCI: Parti 2

Mazda tgħid li se jkunu l-ewwel li jużawha fis-serje

B'gassijiet nodfa bħall-gażolina u l-effiċjenza tad-diżil. Dan il-materjal huwa dwar x'jiġri meta tiżviluppa magna ideali b'taħlit omoġenju u awto-ignition waqt il-kompressjoni. Id-disinjaturi sempliċement isejħuha HCCI.

Akkumulazzjoni ta' għarfien

Il-pedamenti ta 'proċessi bħal dawn imorru lura għas-snin sebgħin, meta l-inġinier Ġappuniż Onishi żviluppa t-teknoloġija tiegħu "Kombustjoni Attiva fl-Atmosfera Termali". Huwa l-1979, il-perjodu tat-tieni kriżi taż-żejt u l-ewwel restrizzjonijiet legali serji ta 'natura ambjentali, u l-għan tal-inġinier huwa li jġib il-muturi two-stroke komuni ta' dak iż-żmien f'konformità ma 'dawn ir-rekwiżiti. Huwa magħruf li fil-modalità ta 'tagħbija baxxa u parzjali, ammont kbir ta' gassijiet ta 'l-egżost jinħażen fiċ-ċilindri ta' unitajiet ta 'żewġ stroke, u l-idea tad-disinjatur Ġappuniż hija li jdawwar l-iżvantaġġi tiegħu f'vantaġġi, u joħloq proċess ta' kombustjoni f' liema gassijiet residwi u temperatura għolja tal-karburant iħalltu għal xogħol utli.

Għall-ewwel darba, l-inġiniera mit-tim Onishi setgħu jimplimentaw teknoloġija kważi rivoluzzjonarja fiha nnifisha, li tat bidu għal proċess ta 'kombustjoni spontanju li verament naqqas b'suċċess l-emissjonijiet tal-egżost. Madankollu, sabu wkoll titjib sinifikanti fl-effiċjenza tal-magna, u ftit wara li ġie żvelat l-iżvilupp, proċessi simili ġew murija minn Toyota, Mitsubishi u Honda. Id-disinjaturi kienu mistagħġbin bil-kombustjoni estremament bla xkiel u fl-istess ħin b'veloċità għolja fil-prototipi, tnaqqis fil-konsum tal-fjuwil u emissjonijiet ta 'ħsara. Fl-1983, dehru l-ewwel kampjuni tal-laboratorju ta 'magni b'erba' stroke awto-ignition, li fihom il-kontroll tal-proċess f'diversi modi operattivi huwa possibbli minħabba l-fatt li l-kompożizzjoni kimika u l-proporzjon tal-komponenti fil-fjuwil użat huma assolutament magħrufa. Madankollu, l-analiżi ta 'dawn il-proċessi hija kemmxejn primittiva, peress li hija bbażata fuq is-suppożizzjoni li f'dan it-tip ta' magna dawn jitwettqu minħabba l-kinetika tal-proċessi kimiċi, u fenomeni fiżiċi bħal taħlit u turbolenza huma insinifikanti. Kien fis-snin 80 li tqiegħdu l-pedamenti għall-ewwel mudelli analitiċi ta 'proċessi bbażati fuq pressjoni, temperatura u konċentrazzjoni ta' komponenti tal-fjuwil u tal-arja fil-volum tal-kamra. Id-disinjaturi waslu għall-konklużjoni li t-tħaddim ta 'dan it-tip ta' magna jista 'jinqasam f'żewġ partijiet ewlenin - tqabbid u rilaxx ta' enerġija volumetrika. Analiżi tar-riżultati tar-riċerka turi li l-awto-ignition jinbeda mill-istess proċessi kimiċi preliminari b'temperatura baxxa (li jseħħu taħt 700 grad bil-formazzjoni ta 'perossidi) li huma responsabbli għall-kombustjoni ta' detonazzjoni ta 'ħsara fil-magni tal-gażolina, u l-proċessi ta' rilaxx tal-enerġija prinċipali huma f'temperatura għolja. u jitwettqu 'l fuq minn dan il-limitu ta' temperatura kondizzjonali.

Huwa ċar li x-xogħol għandu jkun iffukat fuq l-istudju u l-istudju tar-riżultati tal-bidliet fl-istruttura kimika u l-kompożizzjoni tal-ċarġ taħt l-influwenza tat-temperatura u l-pressjoni. Minħabba l-inabbiltà li jikkontrollaw il-bidu kiesaħ u l-operat f'tagħbijiet massimi f'dawn il-modi, l-inġiniera jirrikorru għall-użu ta 'spark plug. Testijiet prattiċi jikkonfermaw ukoll il-pożizzjoni teoretika li l-effiċjenza hija aktar baxxa meta taħdem mal-karburant tad-diżil, peress li l-proporzjon tal-kompressjoni għandu jkun relattivament baxx, u b'kompressjoni ogħla l-proċess ta 'awto-ignition iseħħ kmieni wisq. puplesija tal-kompressjoni. Fl-istess ħin, jirriżulta li meta jintuża karburant tad-diżil, jinqalgħu problemi bl-evaporazzjoni ta 'frazzjonijiet fjammabbli ħafna tal-karburant tad-diżil, u li r-reazzjonijiet kimiċi tagħhom qabel il-fjamma huma ħafna aktar evidenti milli bil-gażolina b'octane għoli. U punt ieħor importanti ħafna - jirriżulta li l-magni HCCI joperaw mingħajr problemi b'sa 50% ta 'gassijiet residwi fit-taħlitiet dgħif korrispondenti fiċ-ċilindri. Minn dan kollu jirriżulta li l-gażolini huma ferm aktar adattati biex jaħdmu f'dan it-tip ta 'unità u l-iżviluppi huma diretti preċiżament f'din id-direzzjoni.

L-ewwel magni qrib l-industrija tal-karozzi reali li fihom dawn il-proċessi ġew implimentati b'suċċess fil-prattika ġew modifikati magni VW ta '1,6 litri fl-1992. Bl-għajnuna tagħhom, disinjaturi minn Wolfsburg irnexxielhom iżidu l-effiċjenza b'34% fil-modalità ta 'tagħbija parzjali. Ftit aktar tard fl-1996, paragun dirett tal-magna HCCI ma 'gażolina u magni diesel b'injezzjoni diretta wera li l-magni HCCI kellhom l-inqas konsum ta' fjuwil u emissjonijiet NOx mingħajr il-ħtieġa ta 'sistemi ta' injezzjoni għaljin. fuq il-fjuwil.

X'qed jiġri llum

Illum, minkejja direttivi ta 'downsizing, GM tkompli tiżviluppa magni HCCI, u l-kumpanija temmen li din it-tip ta' magna tgħin biex ittejjeb il-magna tal-gażolina. L-inġiniera tal-Mazda jaqsmu l-istess opinjoni, iżda se nitkellmu dwarhom fil-ħarġa li jmiss. Fil-Laboratorji Nazzjonali Sandia, li jaħdmu mill-qrib ma 'GM, bħalissa qed jipperfezzjonaw fluss tax-xogħol ġdid li huwa varjant ta' HCCI. L-iżviluppaturi jsejħulu LTGC għal "kombustjoni tal-gażolina b'temperatura baxxa." Peress li d-disinji preċedenti jillimitaw il-modi HCCI għal firxa operattiva pjuttost dejqa u joffru ftit vantaġġ fuq magni moderni għat-tnaqqis tad-daqs, ix-xjentisti ddeċidew li jistratifikaw it-taħlita xorta waħda. Fi kliem ieħor, biex jinħolqu żoni fqar u sinjuri kkontrollati b'mod preċiż, iżda b'differenza mid-diżil fi kwantitajiet akbar. Avvenimenti fil-bidu tas-seklu wrew li t-temperaturi operattivi ħafna drabi huma insuffiċjenti biex jitlestew ir-reazzjonijiet ta 'ossidazzjoni ta' idrokarburi u CO-CO2. Billi tarrikkixxi u jegħleb it-taħlita, il-problema tiġi eliminata, peress li t-temperatura tagħha togħla matul il-proċess tal-kombustjoni. Madankollu, jibqa 'baxx biżżejjed biex ma jibdax il-formazzjoni ta' ossidi tan-nitroġenu. Fil-bidu tas-seklu, id-disinjaturi għadhom jemmnu li l-HCCI kienet alternattiva b'temperatura baxxa għall-magna diesel li ma tiġġenerax ossidi tan-nitroġenu. Madankollu, fil-proċess il-ġdid tal-LTGC lanqas huma maħluqa. Il-gażolina tintuża wkoll għal dan il-għan, bħal fil-prototipi GM oriġinali, peress li għandha temperatura ta 'vaporizzazzjoni aktar baxxa (u taħlit aħjar mal-arja) iżda temperatura ogħla ta' awto-ignition. Skont l-iżviluppaturi tal-laboratorju, il-kombinazzjoni tal-modalità LTGC u t-tqabbid tal-ispark f'modi aktar sfavorevoli u diffiċli biex jikkontrollaw, bħal tagħbija sħiħa, se twassal għal magni li huma ħafna aktar effiċjenti minn unitajiet ta 'downsizing eżistenti. Delphi Automotive qed tiżviluppa proċess simili ta 'ignition bil-kompressjoni. Huma jsejħu d-disinji tagħhom GDCI għall-Injezzjoni Diretta tal-Gażolina u l-Ignition tal-Kompressjoni, li tipprovdi wkoll operazzjoni dgħif u rikka biex tikkontrolla l-proċess tal-kombustjoni. F'Delphi, dan isir bl-użu ta 'injetturi b'dinamika ta' injezzjoni kumplessa sabiex, minkejja t-tnaqqis u l-arrikkiment, it-taħlita ġenerali tibqa 'dgħif biżżejjed biex ma tifformax nugrufun, u temperatura baxxa biżżejjed biex ma tifformax ossidi tan-nitroġenu. Id-disinjaturi jikkontrollaw partijiet differenti tat-taħlita biex jiżguraw li jinħarqu f'ħinijiet differenti. Dan il-proċess kumpless jixbaħ il-fjuwil tad-diżil, l-emissjonijiet tas-CO2 huma baxxi u l-formazzjoni ta 'ossidi tan-nitroġenu hija negliġibbli. Delphi kisbet mill-inqas 4 snin oħra ta’ fondi mill-gvern Amerikan, u l-interess ta’ manifatturi bħal Hyundai fl-iżvilupp tagħhom ifisser li mhux se jieqfu.

Ejja niftakru Dizotto

L-iżvilupp tad-disinjaturi tal-Laboratorji ta 'Riċerka tal-Magni Daimler f'Untertürkheim jissejjaħ Diesotto u fil-modalità tal-bidu u tat-tagħbija massima topera bħal magna tal-gażolina klassika, billi tieħu vantaġġ mill-vantaġġi kollha ta' injezzjoni diretta u turbocharging kaskata. Madankollu, f'veloċitajiet baxxi u medji u tagħbijiet matul ċiklu wieħed, l-elettronika titfi s-sistema tat-tqabbid u taqleb għall-mod ta 'kontroll ta' awto-ignition. F'dan il-każ, il-fażijiet tal-valvi tal-egżost ibiddlu radikalment il-karattru tagħhom. Jiftħu fi żmien ħafna iqsar mis-soltu u b'puplesija mnaqqsa b'mod sinifikanti - għalhekk nofs il-gassijiet tal-egżost biss għandhom ħin biex iħallu l-kamra tal-kombustjoni, u l-bqija jinżamm deliberatament fiċ-ċilindri flimkien mal-biċċa l-kbira tas-sħana li tinsab fihom. Biex tinkiseb temperatura saħansitra ogħla fil-kmamar tal-injettur, jiġi injettat porzjon żgħir ta 'karburant, li ma jaqbadx, iżda jirreaġixxi mal-gassijiet imsaħħna. Matul l-intake stroke sussegwenti, porzjon ġdid ta 'fjuwil jiġi injettat f'kull ċilindru f'ammont imkejjel b'mod preċiż. Il-valv tad-dħul jiftaħ fil-qosor b'puplesija żgħira u jippermetti li ammont mkejjel b'mod preċiż ta 'arja friska jidħol fiċ-ċilindru u ħallat mal-gassijiet eżistenti biex jipproduċi taħlita dgħif ta' karburant bi proporzjon kbir ta 'gassijiet ta' l-egżost. Dan huwa segwit mill-puplesija tal-kompressjoni, li matulha t-temperatura tat-taħlita tkompli tiżdied sal-mument ta 'awto-ignition. L-eżekuzzjoni tal-proċess f'ċertu ħin tinkiseb permezz ta 'regolamentazzjoni preċiża tal-ammont ta' karburant, arja friska u gassijiet tal-egżost, informazzjoni kostanti minn sensuri li jkejlu l-pressjoni taċ-ċilindru, u sistema li kapaċi tbiddel istantanjament il-proporzjon tal-kompressjoni bl-użu ta 'mekkaniżmu eċċentriku. tibdel il-pożizzjoni tal-crankshaft. Mill-mod, it-tħaddim tas-sistema inkwistjoni mhix limitata għall-modalità HCCI.

Il-ġestjoni ta 'dawn l-operazzjonijiet kumplessi kollha teħtieġ elettronika ta' kontroll li ma tistrieħx fuq is-sett tas-soltu ta 'algoritmi predefiniti bħal fil-magni konvenzjonali ta' kombustjoni interna, iżda jippermettu li l-karatteristiċi tal-prestazzjoni jinbidlu f'ħin reali skont id-dejta riċevuta mis-sensuri. Il-kompitu huwa diffiċli, iżda r-riżultat huwa worth it - 238 hp. Id-Diesotto ta’ 1,8 litri żgura li l-kunċett tal-F700 kellu emissjonijiet ta’ CO2 tal-Klassi S ta’ 127g/km u laħaq direttivi stretti Euro 6.

Test: Georgy Kolev

dar " Artikoli " Blanks » Magni Petrol u Diżil f'Magni Uniċi jew HCCI: Parti 2