Me kaikki tiedämme, että joissain kehittyneissä maissa ja alueilla, kuten Pohjois-Amerikassa, dieselmoottorien päästövaatimukset on korjattu Tier 4 -standardiin, joka on paljon korkeampi kuin kotimainen. Tämän vuoksi jotkut tekniset ja tieteelliset tutkimuslaitokset pyrkivät näillä alueilla jatkuvasti parantamaan polttoainetehokkuutta dieselmoottoreiden lämpötehokkuuden parantamiseksi. Tämä artikkeli perustuu tällaiseen tarkoitukseen. Seuraava on teksti:
Moottorivalmistajat etsivät jatkuvasti tapoja lisätä tuottavuutta, parantaa luotettavuutta ja vähentää käyttökustannuksia noudattaen samalla tiukkoja päästöjä koskevia määräyksiä. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluviraston' taso 4 asettaa ennennäkemättömän korkean kysynnän. Dieselmoottorivalmistajana voimme' emme voi kysyä:" Mitä tehdä seuraavaksi? GG-tarjous;
Tällä hetkellä dieselmoottoreiden lämpöhyötysuhde on noin 40% - 45%. Yhdysvaltain energiajärjestö (DOE) on asettanut tavoitteeksi 55%. Tämä tavoite on mahdollista 2020 loppuun mennessä. Uusi tekniikka ei vain paranna dieselmoottoreiden työtä. Tehokkuus, mutta myös kaupallinen. Ricardo GG: n {39: n teknisten asiantuntijoiden mukaan (Ricardo: kääntäjän Sir Ricardo perustama tekniikan konsultointiyritys): Tätä ongelmaa varten on olemassa neljä tekniikkaa, jotka saattavat vaikuttaa dieselmoottoreiden lämpötehokkuuteen tulevaisuudessa.
Perinteinen dieselmoottori
1 Moottorin pienentäminen
Pienennys tarkoittaa moottorin siirtymisen vähentämistä, mutta lähtöteho on vakio. Siirtymän vähentämistavoite on enemmän kuin 10%, mikä tarkoittaa 1%: sta 4%: n lisäystä polttoainetehokkuudessa. Pienikokoinen moottori sopii paremmin käytettäväksi pienemmillä maantieajoneuvoilla. Joissakin laitteissa nopeuden vähentämisen hallinta on myös mahdollista. Tehokkuuden lisääminen. Esimerkiksi, niin kauan kuin moottorin nopeutta vähennetään 200 kierroksella, polttoainetalouden parannus voi tapahtua 1%: sta 3%: iin.
Sylinterin paineen nostaminen on toinen mahdollinen lähestymistapa, mutta tämä edellyttää, että polttoaineen puristussuhde kasvaa synkronisesti ja myös sylinterin pään lujuus kasvaa. Tällä hetkellä teknisen tutkimuksen suunta on ylittänyt uusien materiaalien suunnan. Tiivistetty grafiitti on suhteellisen uusi materiaali, joka voi tuottaa voimakkaan paineen ja kevyen painoarvon.
Kolmas tutkimussuunta on polttoaineen ruiskutus ja ilman sekoittaminen sylinteriin. Lisääntyvä polttoainepaine parantaa polttoaineen toimitusta ja palamista, mikä johtaa parempaan suorituskykyyn ja vähentää päästöjä.
Palamisen tehokkuuden parantamiseksi myös sylinterissä olevan männän suunnittelu on otettu takaisin esityslistalle. Esimerkiksi Ricardo GG: n {V 39 Twin Vortex -polttojärjestelmä (TVCS), tämän tekniikan ydin on polttoaineen ruiskutus, joka on jaettu ylempään ja alempaan palamiseen, jotta voidaan hallita paremmin ilman ja polttoaineen suhdetta ja vähentää nokea. Tämä johtaa alhaisempiin moottorin päästöihin ja parempaan polttoainetehokkuuteen.
2 Jäännöslämmön talteenotto
Jätelämmön muuntaminen ja jätteen lämmön talteenotto ovat toinen tutkimussuunta. Noin 50% moottorin&# 39 energiasta on hukkalämpöä, ja puolet tästä lämmöstä menee hukkaan (eli 25% kokonaisenergiasta). Tästä näkökulmasta jätelämmön talteenottoon käytettävissä oleva tila on valtava.
Energian talteenottoa varten on tällä hetkellä kaksi päämenetelmää: suora ja epäsuora. Suora menetelmä muuntaa hukkalämmön sähköenergiaksi käyttämällä termosähkögeneraattoria (TEG). TEG toimii tuottamalla jännitettä korkeille lämpötiloille alttiiden metallien välillä, samanlainen kuin lämpöpari, joka tuottaa sähköenergiaa. Viime kädessä TEG: n tuottama teho voi vaikuttaa moottorin kampiakseliin kompensoimaan moottorin sisäisen mekaanisen käytön kuluttamaa tehoa, kuten ylimääräistä tehoa, joka voidaan varastoida muualle käytettäväksi. Yleisin epäsuoran menetelmän menetelmä on Rankine-sykli. Periaatteena on käyttää hukkalämpöä höyryn tuottamiseen ja käyttää sitten höyryn tuottamaa kineettistä energiaa. On odotettavissa, että 2020 mennessä tämä laite parantaa polttoainetehokkuutta yli 7. 5%.
3 Säädettävä venttiilitekniikka
Säädettävä venttiilikäyttö (VVA) on samanlainen tekniikka kuin moottorimoduuleissa, ja sitä käytetään yleisemmin suurissa dieselmoottoreissa. Verrattuna muihin tekniikoihin, kuten rikkoutuneisiin sylintereihin, muuttuvaventtiilitekniikka helpottaa polttoainetehokkuuden lisäämistä ja vääntömomentin tuottoa alhaisilla nopeuksilla. Tällä hetkellä tätä tekniikkaa tutkitaan.
4 Suljetun silmukan palamisohjaus
Suljetun silmukan palamisohjauksen käsite on koko palamisen seuraaminen reaaliajassa. Tämä vaatii ohjausta polttoaineen ruiskutuksesta, mukaan lukien polttoaineen ruiskutusstrategiat, sylinterin sisäiset paineen säädöt ja vastaavat. Tiedot osoittavat, että suljetun silmukan säätö voi parantaa palamisen tehokkuutta 2% - 4% verrattuna tavanomaiseen avoimen silmukan ohjaukseen. Suljetun silmukan valvonta lisää kuitenkin järjestelmän monimutkaisuutta, mikä aiheuttaa vakavuusongelmia. Esimerkiksi anturin täytyy mennä syvälle sylinteriin paineen ja lämpötilan mittaamiseksi, ja sen on kyettävä käsittelemään tietoja nopeasti, mikä tarkoittaa myös kustannuksia. lisääntyä. Suljetun silmukan ohjaustekniikka on kuitenkin osoittanut tehokkuutensa moottorimoottoreissa. Siksi tulevaisuudessa raskaan dieselmoottoritekniikan suunta on väistämättä väistämätön.
Neljä tutkimussuuntaa, jotka vaikuttavat dieselmoottorin tehokkuuteen
Nämä tekniikat ovat vain sarja tekniikoita, jotka on kehitetty yhä tiukempien päästölainsäädösten nojalla. Tulevaisuudessa uskotaan, että globaalit päästövaatimukset muuttuvat yhä tiukemmiksi. Dieselmoottoreiden palamisen tehokkuus on tekninen suunta milloin tahansa. Lähitulevaisuudessa dieselmoottoreiden palamisen hyötysuhde kasvaa.
www.sida-engine.com
