Rydym i gyd yn gwybod bod gofynion allyriadau injan diesel wedi'u huwchraddio i'r safon Haen 4 mewn rhai gwledydd a rhanbarthau datblygedig fel Gogledd America, sy'n llawer uwch na domestig. Felly, yn y meysydd hyn, mae rhai sefydliadau ymchwil technegol a gwyddonol yn ymdrechu'n gyson i wella effeithlonrwydd tanwydd i wella effeithlonrwydd thermol peiriannau disel. Mae'r erthygl hon yn seiliedig ar bwrpas o'r fath. Dyma'r testun:
Mae gweithgynhyrchwyr peiriannau bob amser yn chwilio am ffyrdd i gynyddu cynhyrchiant, gwella dibynadwyedd a lleihau costau gweithredu wrth fodloni rheoliadau allyriadau llym. Mae Asiantaeth Diogelu'r Amgylchedd yr Unol Daleithiau' s Haen 4 yn cyflwyno galw mawr digynsail. Fel gwneuthurwr injan diesel, gallwn' t helpu ond gofyn:" Beth i'w wneud nesaf? Quot GG;
Ar hyn o bryd, mae effeithlonrwydd thermol peiriannau disel tua 40% i 45%. Mae Asiantaeth Ynni'r UD (DOE) wedi gosod targed o 55%. Erbyn diwedd 2020, bydd y nod hwn yn bosibl. Bydd y dechnoleg newydd nid yn unig yn gwella gwaith peiriannau disel. Effeithlonrwydd, ond hefyd yn fasnachol. Yn ôl arbenigwyr technegol Ricardo' s (Ricardo: cwmni ymgynghori peirianneg a sefydlwyd gan Syr Ricardo, y cyfieithydd): Mae pedair techneg ar gyfer y broblem hon a allai effeithio ar effeithlonrwydd thermol peiriannau disel yn y dyfodol.
Peiriant disel traddodiadol
1 Miniaturization injan
Mae miniaturization yn golygu lleihau dadleoliad yr injan, ond mae'r pŵer allbwn yn gyson. Mae'r nod o leihau dadleoli yn fwy na 10%, sy'n trosi'n gynnydd 1% i 4% mewn effeithlonrwydd tanwydd. Mae'r injan fach yn fwy addas i'w defnyddio ar offer llai oddi ar y briffordd. Mewn rhai offer, mae rheoli lleihau cyflymder hefyd yn bosibilrwydd. Cyflawni cynnydd mewn effeithlonrwydd. Er enghraifft, cyhyd â bod cyflymder yr injan yn cael ei leihau gan 200 chwyldroadau, gellir sicrhau gwelliant yn yr economi tanwydd o 1% i 3%.
Mae cynyddu pwysedd y silindr yn ddull ymarferol arall, ond mae hyn yn gofyn y bydd cymhareb cywasgu'r tanwydd yn cynyddu'n gydamserol a bydd cryfder pen y silindr hefyd yn cynyddu. Ar hyn o bryd, mae cyfeiriad ymchwil dechnegol wedi bod yn rhagori ar gyfeiriad deunyddiau newydd. Mae graffit cywasgedig yn ddeunydd cymharol newydd a all ddarparu pwysau cryf a phwysau ysgafn.
Y trydydd cyfeiriad ymchwil yw chwistrelliad tanwydd a chymysgu aer yn y silindr. Mae pwysau tanwydd cynyddol yn gwella'r broses o gyflenwi a hylosgi tanwydd, sy'n arwain at berfformiad uwch a llai o allyriadau.
Er mwyn gwella effeithlonrwydd hylosgi, mae dyluniad y piston yn y silindr hefyd wedi'i roi yn ôl ar yr agenda. Er enghraifft, Ricardo' s System Hylosgi Twin Vortex (TVCS), craidd y dechnoleg hon yw chwistrelliad tanwydd wedi'i rannu'n hylosgi uchaf ac isaf i reoli cymhareb tanwydd aer a lleihau huddygl yn well. Bydd hyn yn arwain at allyriadau injan is a gwell effeithlonrwydd tanwydd.
2 Adferiad gwres gweddilliol
Mae trosi gwres gwastraff ac adfer gwres gwastraff yn gyfeiriad ymchwil arall. Mae tua 50% o egni'r injan' s yn wres gwastraff, ac mae hanner y gwres hwn yn cael ei wastraffu (hy 25% o gyfanswm yr egni). O'r safbwynt hwn, mae'r lle sydd ar gael ar gyfer adfer gwres gwastraff yn enfawr.
Ar hyn o bryd mae dau brif ddull o adfer ynni: uniongyrchol ac anuniongyrchol. Mae'r dull uniongyrchol yn trosi gwres gwastraff yn egni trydanol trwy ddefnyddio generadur thermoelectric (TEG). Mae TEG yn gweithio trwy gynhyrchu foltedd rhwng gwahanol fetelau sy'n agored i dymheredd uchel, yn debyg i thermocwl sy'n cynhyrchu egni trydanol. Yn y pen draw, gall y pŵer a gynhyrchir gan y TEG weithredu ar crankshaft yr injan i wneud iawn am y pŵer a ddefnyddir gan yriant mecanyddol mewnol yr injan, megis pŵer gormodol y gellir ei storio i'w ddefnyddio mewn man arall. Y dull mwyaf cyffredin o ddull anuniongyrchol yw'r cylch Rankine. Yr egwyddor yw defnyddio gwres gwastraff i gynhyrchu stêm, ac yna defnyddio'r egni cinetig a gynhyrchir gan stêm. Disgwylir, erbyn 2020, y bydd y ddyfais hon yn gwella effeithlonrwydd tanwydd o fwy na 7. 5%.
3 Technoleg falf amrywiol
Mae actifadu falfiau amrywiol (VVA) yn dechnoleg debyg i'r un a geir ar beiriannau modurol, ac fe'i defnyddir yn amlach ar beiriannau disel mawr. O'i gymharu â thechnolegau eraill fel silindrau wedi torri, mae technoleg falf amrywiol yn ei gwneud hi'n haws cynyddu effeithlonrwydd tanwydd a chynyddu allbwn trorym ar gyflymder isel. Ar hyn o bryd, mae'r dechnoleg hon yn cael ei hymchwilio.
4 Rheoli hylosgi dolen gaeedig
Y cysyniad o reoli hylosgi dolen gaeedig yw'r broses o fonitro'r hylosgi cyfan mewn amser real. Mae hyn yn gofyn am reolaeth o bigiad tanwydd, gan gynnwys strategaethau chwistrellu tanwydd, addasiadau pwysau mewn silindr, ac ati. Mae data'n dangos y gall rheolaeth dolen gaeedig wella effeithlonrwydd hylosgi gan 2% - 4% o'i gymharu â rheolaeth dolen agored gonfensiynol. Fodd bynnag, mae rheolaeth dolen gaeedig yn arwain at gynnydd yng nghymhlethdod y system, sy'n dod â phroblemau sefydlogrwydd. Er enghraifft, rhaid i'r synhwyrydd fynd yn ddwfn i'r silindr i archwilio pwysau a thymheredd, a rhaid iddo allu prosesu data yn gyflym, sydd hefyd yn golygu cost. cynyddu. Fodd bynnag, mae technoleg rheoli dolen gaeedig wedi profi ei heffeithiolrwydd ar beiriannau modurol. Felly, yn y dyfodol, mae cyfeiriad technoleg injan diesel trwm yn sicr o fod yn gyfeiriad na ellir ei osgoi.
Pedwar cyfeiriad ymchwil sy'n effeithio ar effeithlonrwydd injan diesel
Dim ond cyfres o dechnolegau yw'r technolegau hyn sydd wedi'u datblygu o dan reoliadau allyriadau cynyddol llym. Yn y dyfodol, credir y bydd gofynion allyriadau byd-eang yn dod yn fwy a mwy llym. Mae effeithlonrwydd llosgi peiriannau disel yn gyfeiriad technegol ar unrhyw adeg. Yn y dyfodol agos, bydd effeithlonrwydd llosgi peiriannau disel yn uwch ac yn uwch.
www.sida-engine.com
