Potentialul motoarelor cu aprindere prin scanteie

sasasaIntroducerea injecţiei directe la motoarele Diesel în 1989 a condus la o scădere bruscă a consumului specific în proporţie de 15 – 20%, diferenţa faţă de motoarele cu aprindere prin scânteie ajungând în acest fel la aproximativ 35%. După ce de câţiva ani injecţia directă de combustibil a fost introdusă în serie şi la m.a.s se constată şi la această categorie o scădere a consumului specific în proporţie de aproximativ 7%, în funcţie de cilindree; motoare de acest tip, realizate până acum în producţie de serie, sunt caracterizate prin formarea amestecului în camera de ardere cu sprijinul fluxului de aer introdus sau a formei camerei de ardere şi în special al suprafeţei pistonului. Începând din anul 2006 au intrat în producţie noi concepte în care rolul principal în fomarea amestecului îl are jetul de combustibil, prin injectoare cu orificii multiple, la presiuni de injecţie de peste 200 de bari, consumul scăzând în acest caz în comparaţie cu cel al motoarelor cu injecţie în tubul de admisie în proporţie de circa 20%. Injecţia în mai multe rate în cadrul fiecărui ciclu duce la stabilizarea procesului de ardere. În acest mod, handicapul faţă de motorul diesel, în ceea ce priveşte consumul de combustibil se reduce până la aproximativ 10%. La sarcini scăzute această diferenţă dispare. Alte măsuri care influenţează pozitiv procesul de reducere a consumului sunt:

  • Controlul variabil al cursei şi al duratei de deschidere a supapelor, care permite o reducere a consumului de 8 – 12%. Costul de producţie creşte însă la sistemele mecanice de control, cu circa 10%. Sistemele electromecanice nu sunt până acum competitive, în timp ce sistemele electrohidraulice au fost introduse de puţin timp în serie.
  • Supraalimentarea prin impuls – cu ajutorul supapelor electromagnetice conduce la scăderea consumului în aceeaşi proporţie ca aplicarea controlului variabil al mişcării supapelor. În acelaşi timp, datorită umplerii mai bune a cilindrilor, rezultată din supraalimentarea prin impuls, tuburile de admisie cu lungime variabilă devin inutile. Acest concept se află în stadiu avansat de dezvoltare, nefiind încă aplicat în serie.
  • Dezactivarea proceselor din anumiţi cilindri la motoarele pluricilindrice duce la o scădere remarcabilă a consumului, care poate ajunge în sarcină parţială, la 20%. Prin generatoare de start montate pe arbori cotiţi se poate reduce consumul cu 10 –15%
  • Cursa variabilă poate duce la scăderea consumului în proporţie de 8 – 20% în sarcină parţială. Actualmente sunt cercetate mai multe variante din această categorie.
  • Cu două bujii pe cilindru şi aprinderea secvenţială dublă consumul poate fi redus în proporţie de 5%. Cu sisteme de aprindere de înaltă frecvenţă sau cu sisteme de aprindere cu jet de plasmă, emisia de bioxid de carbon poate fi redusă în proporţie de 10%.
  • Raportul de compresie variabil combinat cu supraalimentarea are un potenţial de reducere a consumului de până la 30%
  • Compactarea motorului (Downsizing) realizată prin reducerea numărului de cilindri – de exemplu de la şase la patru sau de la patru la trei, în combinaţie cu supraalimentarea, în aşa fel încât presiunea medie să ajungă la 25 bari, poate duce la scăderea consumului în proporţie de 25%. Pentru asemenea aplicaţii este recomandabilă supraalimentarea în două trepte.
  • Supraalimentarea, realizată cu turbocompresoare de dimensiuni reduse, poate contribui la reducerea consumului cu aproximativ 15%.
  • Reducerea frecării: în ultimii 20 de ani s-a obţinut o reducere de circa 25%. Cu toate acestea, potenţialul de reducere este încă ridicat. Un motor fără frecare ar avea un randament termic cu 20% mai ridicat. Aşadar pe această cale se mai pot obţine economii notabile. Utilizarea rulmenţilor cu role în loc de cuzineţi, în combinaţie cu noi metode de tratare a suprafeţelor rolelor are de asemenea potenţial.
  • Prin răcirea la temperatură înaltă a mediului de răcire, combinată cu management termic se pot obţine economii la consum de 5 – 10%.
  • CapturesadsdasdadPrin răcirea gazelor de ardere, realizată prin integrarea tubului de eşapament în chiulasă se reduce durata de încălzire a motorului după pornire, pe de altă parte poate fi scăzută rata de îmbogăţire a amestecului – necesară răcirii  camerei de ardere – la sarcini ridicate. Un alt avantaj al lichidului de răcire la temperatură înaltă este încălzirea mai rapidă a habitatclului, prin care se realizează o economie de energie.
  • Optimizarea structurii combustibililor şi a uleiurilor de ungere are un potenţial de reducere a consumului de 5-10%.
  • Hibridizarea: micro-hibridizarea prin sisteme start-stop conduce la o reducere a consumului cu circa 4%, hibridizarea parţială cu circa 10% iar hibridizarea totală cu circa 14%
  • Folosirea energiei gazelor de ardere în generatoare termoelectrice, ca şi în cicluri Rankine, cu stocarea energiei electrice obţinute în baterie, are un potenţial de scădere a consumului de până la 6%. Asemenea sisteme vor fi introduse în serie în următorii trei până la cinci ani.
  • Supraalimentarea cu compresor mecanic are, în comparaţie cu cea pe baza turbocrompresorului, anumite avantaje în ceea ce priveşte timpul de reacţie, dar este dezavantajoasă din punct de vedere al consumului şi ar trebui să fie evitată în viitor.
  • HCCI – homogeneous charge compression ignition – autoaprinderea controlată a amestecului aer/combustibil – are un potenţial de reducere a consumului de 15%
  • Decuplarea motorului în timpul rulării libere a vehiculului poate conduce la dublarea distanţei de rulare şi, prin aceasta, la o economie de combustibil de circa 10%. Combinând măsurile menţionate mai sus în mod raţional şi cosecvent se poate obţine o reducere a consumului specific de până la 40%, obiectiv care poate fi atins în următorii zece până la cicncisprezece ani. Încă 15% se pot reduce prin optimizarea cutiilor de viteze.

Captureasasas

Sursa: Ingineria Automobilului

Anunțuri

About DanTalmaciu

Ma identific ca inginer cu acte in regula si un pasionat de frumos, nou si vechi. Ma inclin in fata istoriei, iubesc masinile clasice si motocicletele, timpul liber il petrec pe doua roti si apreciez implicarea activa.

Posted on Noiembrie 10, 2013, in Auto-Moto and tagged , , , , , , . Bookmark the permalink. Lasă un comentariu.

Comenteaza

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare / Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare / Schimbă )

Fotografie Google+

Comentezi folosind contul tău Google+. Dezautentificare / Schimbă )

Conectare la %s

%d blogeri au apreciat asta: