Sappiamo tutti che in alcuni paesi e regioni sviluppati come il Nord America, i requisiti sulle emissioni dei motori diesel sono stati aggiornati allo standard Tier 4 , che è molto più elevato di quello domestico. Pertanto, in queste aree, alcuni istituti di ricerca tecnica e scientifica si impegnano costantemente per migliorare l'efficienza del carburante per migliorare l'efficienza termica dei motori diesel. Questo articolo si basa su tale scopo. Quello che segue è il testo:
I produttori di motori sono costantemente alla ricerca di modi per aumentare la produttività, migliorare l'affidabilità e ridurre i costi operativi nel rispetto delle rigide normative sulle emissioni.' s Tier 4 dell'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti presenta una domanda elevata senza precedenti. Come produttore di motori diesel, possiamo' t aiutare ma chiedere:" Cosa fare dopo?"
Allo stato attuale, l'efficienza termica dei motori diesel è compresa tra il 40% e il 45%. La US Energy Agency (DOE) ha fissato un obiettivo del 55%. Entro la fine di 2020, questo obiettivo sarà possibile. La nuova tecnologia non migliorerà solo il lavoro dei motori diesel. Efficienza, ma anche commerciale. Secondo gli esperti tecnici di Ricardo&# 39 (Ricardo: una società di consulenza ingegneristica fondata da Sir Ricardo, traduttore): Esistono quattro tecniche per questo problema che potrebbero influire sull'efficienza termica dei motori diesel in futuro.
Motore diesel tradizionale
1 Miniaturizzazione del motore
Miniaturizzare significa ridurre lo spostamento del motore, ma la potenza di uscita è costante. L'obiettivo di ridurre lo spostamento è superiore al 10%, il che si traduce in un aumento del 1% al 4% in termini di efficienza del carburante. Il motore miniaturizzato è più adatto per l'uso su attrezzature fuoristrada più piccole. In alcune apparecchiature, è anche possibile il controllo della riduzione della velocità. Per ottenere un aumento dell'efficienza. Ad esempio, fintanto che la velocità del motore viene ridotta di 200 giri, può verificarsi un miglioramento del consumo di carburante dal 1% al 3%.
L'aumento della pressione del cilindro è un altro approccio possibile, ma ciò richiede che il rapporto di compressione del carburante aumenti in modo sincrono e aumenti anche la resistenza della testata. Allo stato attuale, la direzione della ricerca tecnica ha superato quella dei nuovi materiali. La grafite compatta è un materiale relativamente nuovo che può fornire una forte pressione e leggerezza.
La terza direzione di ricerca è l'iniezione di carburante e la miscelazione dell'aria nel cilindro. L'aumento della pressione del carburante migliora l'erogazione e la combustione del carburante, con il risultato di prestazioni più elevate e emissioni ridotte.
Al fine di migliorare l'efficienza della combustione, anche il design del pistone nel cilindro è stato riportato all'ordine del giorno. Ad esempio, il Twin Vortex Combustion System (TVCS) di Ricardo' il cuore di questa tecnologia è l'iniezione di carburante suddivisa in combustione superiore e inferiore per gestire meglio il rapporto aria-carburante e ridurre la fuliggine. Ciò comporterà minori emissioni del motore e una migliore efficienza del carburante.
2 Recupero del calore residuo
La conversione del calore residuo e il recupero del calore residuo sono un'altra direzione di ricerca. Circa il 50% del motore' l'energia di s è calore residuo, e la metà di questo calore viene sprecata (ovvero 25% di energia totale). Da questo punto di vista, lo spazio disponibile per il recupero del calore residuo è enorme.
Esistono attualmente due metodi principali di recupero energetico: diretto e indiretto. Il metodo diretto converte il calore residuo in energia elettrica utilizzando un generatore termoelettrico (TEG). TEG funziona generando una tensione tra diversi metalli esposti a temperature elevate, simile a una termocoppia che produce energia elettrica. In definitiva, la potenza generata dal TEG può agire sull'albero a gomiti del motore per compensare la potenza consumata dalla trasmissione meccanica interna del motore, come l'energia in eccesso che può essere immagazzinata per l'uso altrove. Il metodo più comune di metodo indiretto è il ciclo di Rankine. Il principio è utilizzare il calore di scarto per generare vapore, quindi utilizzare l'energia cinetica generata dal vapore. Si prevede che entro il 2020 questo dispositivo migliorerà il consumo di carburante di oltre il 7. 5%.
3 Tecnologia delle valvole variabili
L'azionamento variabile della valvola (VVA) è una tecnologia simile a quella dei motori per autoveicoli ed è più comunemente usato su motori diesel di grandi dimensioni. Rispetto ad altre tecnologie come i cilindri rotti, la tecnologia delle valvole variabili rende più semplice aumentare l'efficienza del carburante e aumentare la coppia erogata a basse velocità. Attualmente, questa tecnologia è in fase di ricerca.
4 Controllo della combustione a circuito chiuso
Il concetto di controllo della combustione a circuito chiuso è il processo di monitoraggio dell'intera combustione in tempo reale. Ciò richiede il controllo dall'iniezione di carburante, comprese le strategie di iniezione di carburante, le regolazioni della pressione nel cilindro e simili. I dati mostrano che il controllo ad anello chiuso può migliorare l'efficienza di combustione del 2% - 4% rispetto al controllo ad anello aperto convenzionale. Tuttavia, il controllo a circuito chiuso determina un aumento della complessità del sistema, con conseguenti problemi di stabilità. Ad esempio, il sensore deve penetrare in profondità nel cilindro per sondare la pressione e la temperatura e deve essere in grado di elaborare rapidamente i dati, il che significa anche costi. aumentare. Tuttavia, la tecnologia di controllo a circuito chiuso ha dimostrato la sua efficacia sui motori automobilistici. Pertanto, in futuro, la direzione della tecnologia dei motori diesel per impieghi gravosi è destinata a essere inevitabile.
Quattro direzioni di ricerca che incidono sull'efficienza del motore diesel
Queste tecnologie sono solo una serie di tecnologie che sono state sviluppate in base a normative sulle emissioni sempre più rigorose. In futuro, si ritiene che i requisiti di emissione globali diventeranno sempre più rigorosi. L'efficienza di combustione dei motori diesel è una direzione tecnica in qualsiasi momento. Nel prossimo futuro, l'efficienza di combustione dei motori diesel sarà sempre più elevata.
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