Санҷиши муҳаррикҳои бензин ва дизелӣ дар муҳаррикҳои ягона ё муҳаррикҳои HCCI: Қисми 2

Мазда мегӯяд, ки онҳо аввалин шуда онро дар силсила истифода хоҳанд кард

Бо газҳои тоза ба монанди бензин ва самаранокии дизел. Ин мақола дар бораи он аст, ки ҳангоми тарроҳии муҳаррики беҳтарин бо омезиши якхела ва худсохт ҳангоми фишурдасозӣ чӣ мешавад. Тарроҳон онро танҳо HCCI меноманд.

Ҷамъоварии дониш

Асосхои ин гуна процессхо ба солхои хафтодум рост меояд, ки инженери япон Ониши технологияи «Сезиши фаъол дар термо-атмосфера»-ро кор карда баромад. Дар ҳавлӣ, соли 1979 давраи бӯҳрони дуюми нафт ва аввалин маҳдудиятҳои қонунии дорои хусусияти экологӣ мебошад ва ҳадафи муҳандис ин аст, ки мотоциклҳои дутабақа, ки дар он вақт маъмул буданд, ба ин талабот мувофиқат кунанд. Маълум аст, ки дар реҷаи бори сабук ва қисман миқдори зиёди газҳои ихроҷшуда дар силиндрҳои агрегатҳои дутабавӣ нигоҳ дошта мешаванд ва идеяи конструктори ҷопонӣ ин аст, ки камбудиҳои онро ба афзалиятҳо тавассути эҷоди раванди сӯзишворӣ, ки дар он газҳои боқимонда ва ҳарорати баланди сӯзишворӣ барои кори муфид омехта мешаванд.

Бори аввал, муҳандисони дастаи Ониши тавонистанд технологияи қариб инқилобиро дар худ татбиқ кунанд, ки раванди сӯзиши стихиявиро ба вуҷуд овард, ки партовҳои ихроҷро бомуваффақият коҳиш дод. Бо вуҷуди ин, онҳо инчунин беҳбудиҳои назаррасро дар самаранокии муҳаррик дарёфт карданд ва чанде пас аз муаррифии ин раванд, равандҳои шабеҳро Toyota, Mitsubishi ва Honda намоиш доданд. Конструкторон аз сузиши нихоят хамвор ва дар айни замон бо суръати баланд дар прототипхо, кам сарфи сузишворй ва партовхои зарарнок ба хайрат монданд. Дар соли 1983 аввалин намунахои лаборатории двигательхои худ- оташгирандаи чортаба пайдо шуданд, ки дар онхо идоракунии процесс дар режимхои гуногуни кор аз сабаби комилан маълум будани таркиби химиявй ва таносуби компонентхои сузишвории истифодашаванда имконпазир аст. Аммо тахлили ин процессхо то андозае примитивист, зеро он ба чунин фарзия асос ёфтааст, ки дар ин навъи двигатель онхо аз хисоби кинетикаи процессхои химиявй ба амал меоянд ва чунин ходисахои физики, монанди омехташавй ва турбулентй ночизанд. Маҳз дар солҳои 80-ум барои аввалин моделҳои таҳлилии равандҳо дар асоси фишор, ҳарорат ва консентратсияи ҷузъҳои сӯзишворӣ ва ҳаво дар ҳаҷми камера асос гузошта шуда буд. Конструкторон ба хулосае омаданд, ки кори ин навъи двигательро ба ду кисми асосй таксим кардан мумкин аст — оташгиранда ва баровардани энергияи њаљмї. Таҳлили натиҷаҳои тадқиқот нишон медиҳад, ки худсӯзӣ аз ҷониби ҳамон равандҳои химиявии пешакии ҳарорати паст (дар зери 700 дараҷа бо пайдоиши пероксидҳо) оғоз мешавад, ки барои сӯхтани таркишҳои зараровар дар муҳаррикҳои бензин масъуланд ва равандҳои ҷудошавии энергияи асосӣ харорати баланд доранд. ва аз ин хадди шартии харорат ичро карда мешаванд.

Маълум аст, ки кор бояд ба омухтан ва омухтани натичахои тагьир ёфтани сохти химиявй ва таркиби заряд дар зери таъсири харорат ва фишор нигаронида шавад. Аз сабаби он ки дар ин режимҳо идора кардани саршавии сард ва кор дар ҳадди аксар кор кардан мумкин нест, муҳандисон ба истифодаи шамъҳои шароравӣ муроҷиат мекунанд. Санҷиши амалӣ инчунин назарияро тасдиқ мекунад, ки самаранокӣ ҳангоми кор бо сӯзишвории дизелӣ камтар аст, зеро таносуби фишурдашавӣ бояд нисбатан паст бошад ва ҳангоми фишурдани баландтар, раванди худсӯзӣ хеле барвақт рух медиҳад. зарбаи компрессорӣ. Дар баробари ин маълум мешавад, ки дар вакти истифода бурдани сузишвории дизелй дар бухоршавии фракцияхои оташгирандаи сузишвории дизелй мушкилихо ба амал меоянд ва реаксияхои химиявии пеш аз аланга гирифтани онхо нисбат ба бензинхои октани баланд хеле бештар ба назар мерасанд. Ва боз як нуктаи хеле муҳим - маълум мешавад, ки муҳаррикҳои HCCI бо то 50% газҳои боқимонда дар омехтаҳои мувофиқи лоғар дар силиндрҳо бе мушкилот кор мекунанд. Аз хамаи ин бармеояд, ки бензинхо барои кор дар ин навъи агрегатхо хеле мувофиканд ва конструкцияхо ба ин самт нигаронида шудаанд.

Аввалин муҳаррикҳои ба соҳаи воқеии мошинсозӣ наздик, ки дар онҳо ин равандҳо дар амал бомуваффақият татбиқ карда шуданд, соли 1,6 муҳаррикҳои VW 1992-литр тағир дода шуданд. Бо кӯмаки онҳо, дизайнерони Вулфсбург тавонистанд дар ҳолати бори қисман самаранокиро 34% зиёд кунанд. Каме дертар, дар соли 1996, муқоисаи мустақими муҳаррики HCCI бо муҳаррики бензин ва сӯзандоруи мустақим нишон дод, ки муҳаррикҳои HCCI сарфи камтарини сӯзишворӣ ва партовҳои NOx-ро бидуни ниёз ба системаҳои гаронбаҳои тазриқӣ нишон доданд. оид ба сӯзишворӣ.

Имрӯзҳо чӣ мегузарад

Имрӯз, сарфи назар аз дастурҳои коҳиши шумо, GM таҳияи муҳаррикҳои HCCI -ро идома медиҳад ва ширкат боварӣ дорад, ки ин навъи мошин ба беҳтар кардани муҳаррики бензин мусоидат мекунад. Дар ин бора муҳандисони «Мазда» низ чунин ақида доранд, вале мо дар шумораи оянда дар бораи онҳо сӯҳбат хоҳем кард. Дар Лабораторияҳои Миллии Sandia, ки бо GM зич ҳамкорӣ мекунанд, онҳо айни замон ҷараёни нави корро такмил медиҳанд, ки як варианти HCCI мебошад. Таҳиягарон онро LTGC барои "Сӯхтани бензин дар ҳарорати паст" меноманд. Азбаски дар тарҳҳои қаблӣ, режимҳои HCCI бо доираи хеле маҳдуди корӣ маҳдуданд ва нисбат ба мошинҳои муосир барои кам кардани андоза бартарии зиёд надоранд, олимон тасмим гирифтанд, ки омехтаро ба ҳар ҳол табақабандӣ кунанд. Ба ибораи дигар, эҷод кардани минтақаҳои камбизоаттар ва бойтар назоратшаванда, аммо дар муқоиса бо дизел бештар. Ҳодисаҳои охири аср нишон доданд, ки ҳарорати корӣ аксар вақт барои анҷом додани реаксияҳои оксидшавии карбогидридҳо ва CO-CO2 нокифоя аст. Вақте ки омехта ғанӣ мешавад ва кам мешавад, мушкилот бартараф карда мешавад, зеро ҳарорати он дар ҷараёни сӯзиш баланд мешавад. Бо вуҷуди ин, он ба қадри кофӣ паст боқӣ мемонад, то ташаккули оксидҳои нитрогенро оғоз накунад. Дар оғози аср, конструкторҳо ҳанӯз боварӣ доштанд, ки HCCI алтернативаи ҳарорати паст ба муҳаррики дизелӣ мебошад, ки оксидҳои нитрогенро тавлид намекунад. Аммо, онҳо дар раванди нави LTGC низ офарида нашудаанд. Бензин инчунин барои ин мақсад истифода мешавад, ба монанди прототипҳои аслии GM, зеро он ҳарорати бухоршавӣ камтар (ва беҳтар омехта бо ҳаво) дорад, аммо ҳарорати худаш баландтар аст. Ба гуфтаи тарроҳони лаборатория, омезиши LTGC ва сӯхтори шарора дар режимҳои номусоидтар ва идорашаванда, ба монанди бори пурра, ба мошинҳое оварда мерасонад, ки нисбат ба агрегатҳои мавҷудаи коҳишёбанда хеле самараноктаранд. Delphi Automotive як раванди шабеҳи оташфишониро таҳия мекунад. Онҳо тарҳҳои худро GDCI меноманд, ки аз "Compression Ignition Direct Petrol Injection" (Gasoline Direct Injection and Compression Ignition), ки инчунин кори лоғар ва бойро барои назорати раванди сӯзиш таъмин мекунад. Дар Delphi ин кор бо истифода аз инжекторҳои дорои динамикаи мураккаби тазриқӣ анҷом дода мешавад, то ки сарфи назар аз тамомшавӣ ва ғанишавӣ, омехта дар маҷмӯъ ба қадри кофӣ лоғар боқӣ мемонад, ки ҳӯр ба вуҷуд наояд ва ҳарорати ба қадри кофӣ паст бошад, ки NOx ташкил накунад. Конструкторон қисмҳои гуногуни омехтаро назорат мекунанд, то ки онҳо дар вақтҳои гуногун сӯхта шаванд. Ин раванди мураккаб ба сӯзишвории дизелӣ шабоҳат дорад, партовҳои CO2 кам аст ва ташаккули оксидҳои нитроген ночиз аст. Delphi дастикам 4 соли дигар аз ҳукумати ИМА маблағ ҷудо кардааст ва таваҷҷуҳи истеҳсолкунандагон ба мисли Hyundai ба рушди онҳо маънои онро дорад, ки онҳо қатъ намешаванд.

Биёед Дисоттро ба ёд орем

Таҳияи конструкторҳои лабораторияҳои тадқиқотии Daimler Engine дар Унтертюркхайм Диесотто номида мешавад ва дар ҳолати оғозёбӣ ва ҳадди аксар он ҳамчун муҳаррики классикии бензин кор мекунад, бо истифода аз тамоми бартариҳои сӯзандоруи мустақим ва турбо пуркунии каскадӣ. Бо вуҷуди ин, дар суръати паст ва миёна ва сарборӣ дар як давра, электроника системаи оташгирандаро хомӯш мекунад ва ба режими идоракунии худсӯзӣ мегузарад. Дар ин ҳолат, марҳилаҳои клапанҳои хориҷкунанда хусусияти худро ба таври куллӣ тағйир медиҳанд. Онҳо назар ба муқаррарӣ дар муддати хеле кӯтоҳтар ва бо зарбаи хеле кам кушода мешаванд - аз ин рӯ танҳо нисфи газҳои ихроҷшуда барои тарк кардани камераи сӯзишворӣ вақт доранд ва боқимонда дидаву дониста дар силиндрҳо ва қисми зиёди гармии дар онҳо мавҷудбуда нигоҳ дошта мешаванд. . Барои ноил шудан ба ҳарорати аз ин ҳам баландтар дар камераҳо, соплоҳо як қисми ками сӯзишвориро ворид мекунанд, ки оташ намегирад, балки бо газҳои тафсон реаксия мекунад. Ҳангоми зарбаи минбаъда, як қисми нави сӯзишворӣ ба ҳар як силиндр ба миқдори дуруст ворид карда мешавад. Клапани қабулкунанда бо як зарбаи кӯтоҳ кушода мешавад ва имкон медиҳад, ки миқдори дақиқи ҳавои тоза ба силиндр ворид шавад ва бо газҳои мавҷуда омехта шавад, то омехтаи сӯзишвории лоғар бо миқдори зиёди газҳои ихроҷӣ ҳосил шавад. Пас аз ин зарбаи фишурдашуда ба амал меояд, ки дар он ҳарорати омехта то лаҳзаи худсӯзӣ баланд мешавад. Вақти дақиқи раванд тавассути назорати дақиқи миқдори сӯзишворӣ, ҳавои тоза ва газҳои ихроҷшуда, маълумоти доимӣ аз сенсорҳо, ки фишорро дар силиндр чен мекунанд ва системае, ки метавонад бо ёрии механизми эксцентрикӣ таносуби фишурдаро фавран тағир диҳад, ба даст оварда мешавад. тагйир додани мавкеи кранка. Воқеан, кори системаи мавриди назар бо режими HCCI маҳдуд намешавад.

Идоракунии ҳамаи ин амалиётҳои мураккаб электроникаи назоратро талаб мекунад, ки ба маҷмӯи муқаррарии алгоритмҳои пешакӣ муайяншуда дар муҳаррикҳои анъанавии дарунсӯзӣ такя намекунанд, аммо имкон медиҳанд, ки дар вақти воқеӣ дар асоси маълумоти сенсорӣ тағиротҳои кориро таъмин кунанд. Вазифа душвор аст, аммо натиҷа ба он меарзад - 238 асп. 1,8 литрии Diesotto консепсияи F700-ро бо партовҳои CO2-и S-Class 127 г/км ва мутобиқат ба дастурҳои қатъии Евро 6 кафолат дод.

Матн: Георгий Колев

хона" Мақолаҳо " Бланкаҳо » Муҳаррикҳои бензин ва дизелӣ дар муҳаррикҳои яккаса ё HCCI: Қисми 2