Díosal agus gásailín tiomána tástála: cineálacha
Sroicheann an t-achrann aimsir idir innill díosail agus gásailín a bharr. An teicneolaíocht turbo is déanaí, córais instealladh díreach iarnróid coitianta rialaithe go leictreonach, cóimheasa comhbhrú arda - tugann an iomaíocht an dá chineál inneall níos gaire ... Agus go tobann, i measc na duel ársa, bhí imreoir nua le feiceáil go tobann ar an ardán. áit faoin ngrian.
Tar éis blianta fada faillí, d'aimsigh na dearthóirí acmhainneacht ollmhór an innill díosail agus chuir siad dlús lena fhorbairt trí theicneolaíochtaí nua a thabhairt isteach go dian. Tháinig sé chun suntais gur chuaigh a fheidhmíocht dhinimiciúil le tréithe iomaitheora gásailín agus gur cheadaigh sé gluaisteáin nach féidir a shamhlú go dtí seo mar Rás Volkswagen Touareg agus Audi R10 TDI le huaillmhianta rásaíochta níos tromchúisí. Tá eolas maith ar chroineolaíocht imeachtaí le cúig bliana déag anuas ... Ní raibh innill díosail na 1936anna difriúil go bunúsach óna sinsir, a chruthaigh Mercedes-Benz siar i 13. Lean próiseas éabhlóide mall, a d’fhás ina phléasc teicneolaíochta cumhachtach le blianta beaga anuas. I ndeireadh na 1idí, rinne Mercedes athchruthú ar an gcéad turbodiesel gluaisteán, ag deireadh na XNUMXidí, instealladh díreach dícheadaithe i múnla Audi, fuair díosail níos déanaí cinn ceithre chomhla, agus sna XNUMXanna déanacha, tháinig córais insteallta Coiteann Iarnróid a bhí rialaithe go leictreonach i gcrích. ... Idir an dá linn, tugadh instealladh breosla díreach ardbhrú isteach in innill gásailín, áit a shroicheann an cóimheas comhbhrúite inniu XNUMX: XNUMX i gcásanna áirithe. Le déanaí, tá athbheochan ag teacht ar theicneolaíocht turbo freisin, agus luachanna chasmhóiminte innill gásailín ag tosú ag druidim go suntasach le luachanna chasmhóiminte an díosail turbo sholúbtha cáiliúil. I gcomhthreo leis an nuachóiriú, áfach, tá claonadh seasta i dtreo ardú tromchúiseach i bpraghas an innill gásailín ... Mar sin, in ainneoin na claontachtaí suntasacha agus polaraíocht na dtuairimí maidir le hinnill gásailín agus díosail in áiteanna éagsúla ar domhan, níl ceachtar acu faigheann an dá iomaitheoir ceannas inláimhsithe.
In ainneoin chomhtharlú cáilíochtaí an dá chineál aonaid, tá difríochtaí ollmhóra ann fós i nádúr, carachtar agus iompar an dá innill teasa.
I gcás inneall gásailín, cruthaítear an meascán d'aer agus breosla galaithe thar thréimhse i bhfad níos faide agus tosaíonn sé fada roimh thús an phróisis dócháin. Cibé an bhfuil carburetor nó córais leictreonacha insteallta dírí nua-aimseartha á n-úsáid, is é an sprioc atá le meascadh meascán breosla aonfhoirmeach, aonchineálach a tháirgeadh le cóimheas aer-bhreosla dea-shainithe. Is gnách go mbíonn an luach seo gar don "meascán stoichiometric" mar a thugtar air, ina bhfuil go leor adamh ocsaigine ann le bheith in ann (go teoiriciúil) nascadh i struchtúr cobhsaí le gach adamh hidrigine agus carbóin sa bhreosla, agus ní bheidh ann ach H20 agus CO2. Toisc go bhfuil an cóimheas comhbhrúite beag go leor chun uathadhainte neamhrialaithe roimh am ar roinnt substaintí sa bhreosla a sheachaint mar gheall ar theocht ard comhbhrú (is éard atá i gcodán gásailín hidreacarbóin le teocht galú i bhfad níos ísle agus teocht dócháin i bhfad níos airde). féinadhaint uathu siúd atá sa chodán díosail), cuirtear tús le adhaint an mheascáin le spréachphlocóid agus tarlaíonn dócháin i bhfoirm tosaigh ag gluaiseacht ar luasteorainn áirithe. Ar an drochuair, déantar criosanna le próisis neamhiomlána a fhoirmiú sa seomra dócháin, rud a fhágann go gcruthófar aonocsaíd charbóin agus hidreacarbóin cobhsaí, agus nuair a bhogann an tosaigh lasair, méadóidh an brú agus an teocht ag a imeall, rud a fhágann go gcruthófar ocsaídí nítrigine díobhálacha ( idir nítrigin agus ocsaigin ón aer), sárocsaídí agus hidrearapocsaídí (idir ocsaigin agus breosla). Tá dócháin madhmtha neamhrialaithe mar thoradh ar charnadh an dara ceann ar luachanna criticiúla, mar sin, i gásailín nua-aimseartha, úsáidtear codáin de mhóilíní le "tógáil" ceimiceach sách cobhsaí, deacair a mhadhmadh - déantar roinnt próiseas breise. ag scaglanna chun cobhsaíocht den sórt sin a bhaint amach. lena n-áirítear méadú ar líon ochtáin an bhreosla. Mar gheall ar an gcóimheas meascán seasta den chuid is mó is féidir le hinnill gásailín a reáchtáil, tá ról tábhachtach ag an gcomhla throttle iontu, trína ndéantar an t-ualach inneall a rialú trí mhéid an aeir úr a choigeartú. Mar sin féin, bíonn sé, ina dhiaidh sin, ina fhoinse caillteanais shuntasacha sa mhodh ualach páirteach, ag imirt ról cineál "breiseán scornach" den inneall.
Is é an smaoineamh atá ag cruthaitheoir an inneall díosail, Rudolf Diesel, an cóimheas comhbhrú a mhéadú go suntasach, agus mar sin éifeachtacht teirmidinimiciúil an mheaisín. Mar sin, laghdaítear achar an tseomra breosla, agus ní scaiptear an fuinneamh dócháin trí bhallaí an tsorcóra agus an chórais fuaraithe, ach "caitear" idir na cáithníní iad féin, atá sa chás seo i bhfad níos gaire do gach ceann acu. eile. Má théann meascán réamhullmhaithe aer-bhreosla isteach sa seomra dócháin den chineál seo innill, mar atá i gcás inneall gásailín, ansin nuair a shroichtear teocht chriticiúil áirithe le linn an phróisis chomhbhrú (ag brath ar an gcóimheas comhbhrú agus an cineál breosla). ), cuirfear tús leis an bpróiseas féin-adhainte i bhfad roimh GMT. dócháin toirtmhéadrach neamhrialaithe. Is ar an gcúis seo go ndéantar breosla díosail a instealladh ag an nóiméad deireanach, go gairid roimh GMT, ag brú an-ard, rud a chruthaíonn easpa suntasach ama le haghaidh dea-ghalú, idirleathadh, mheascadh, féin-adhainte agus an gá atá le luasteorainn barr. is annamh a sháraíonn an teorainn. ó 4500 rpm Leagann an cur chuige seo ceanglais chuí maidir le cáilíocht an bhreosla, atá sa chás seo ina chodán de bhreosla díosail - driogáití díreacha den chuid is mó le teocht uathadhainte i bhfad níos ísle, ós rud é go bhfuil struchtúr níos éagobhsaí agus móilíní fada ina réamhriachtanas le haghaidh a n-éasca. réabadh agus imoibriú le hocsaigin.
Gné de phróisis dócháin innill díosail is ea, ar thaobh amháin, criosanna le meascán saibhir timpeall na bpoll insteallta, áit a ndíscaoileann an breosla (scoilteanna) ó theocht gan ocsaídiú, ag iompú ina fhoinse cáithníní carbóin (súiche), agus ar an taobh eile. nach bhfuil aon bhreosla ann ar chor ar bith agus, faoi thionchar teocht ard, téann nítrigin agus ocsaigin san aer i mbun idirghníomhaíochta ceimiceacha, ag foirmiú ocsaídí nítrigine. Dá bhrí sin, déantar innill díosail a thiúnadh i gcónaí chun oibriú le meascáin mheánmhéide (is é sin, le farasbarr aeir), agus ní dhéantar an t-ualach a rialú ach trí mhéid an bhreosla insteallta a dháileadh. Seachnaíonn sé seo an sciorradh a úsáid, ar buntáiste ollmhór é sin thar a gcomhghleacaithe gásailín. Mar chúiteamh ar chuid de na heasnaimh atá ag an inneall gásailín, chruthaigh na dearthóirí innill inar “srathú muirir” an próiseas foirmithe meascán.
Sa mhodh ualaigh pháirtigh, ní chruthaítear an meascán stoichiometrach is fearr is féidir ach sa limistéar timpeall ar na leictreoidí breiseán spréach mar gheall ar instealladh speisialta de scaird breosla insteallta, sreabhadh aer faoi threoir, próifíl speisialta aghaidheanna an loine agus modhanna eile dá samhail a chinntíonn adhaint iontaofacht. Ag an am céanna, fanann an meascán sa chuid is mó de thoirt an tseomra caol, agus ós rud é nach féidir an t-ualach sa mhodh seo a rialú ach ag méid an bhreosla a sholáthraítear, is féidir leis an gcomhla throttle fanacht oscailte go hiomlán. Mar thoradh air seo, ar a uain, tá laghdú comhuaineach ar chaillteanais agus méadú ar éifeachtúlacht teirmidinimice an innill. Go teoiriciúil tá cuma iontach ar gach rud, ach go dtí seo níor éirigh go hiontach le rath an chineáil innill seo a tháirg Mitsubishi agus VW. Go ginearálta, go dtí seo ní féidir le duine ar bith a mhaíomh gur bhain siad lántairbhe as na buntáistí a bhaineann leis na réitigh theicneolaíocha seo.
Agus má chomhcheanglaíonn tú "go draíochta" na buntáistí a bhaineann leis an dá chineál inneall? Cad é an meascán idéalach de chomhbhrú ard díosail, dáileadh aonchineálach an mheascáin ar fud an toirte sa seomra dócháin agus féin-adhaint aonfhoirmeach sa toirt chéanna? Léirigh staidéir dhian saotharlainne ar aonaid turgnamhacha den chineál seo le blianta beaga anuas laghdú suntasach ar astaíochtaí díobhálacha i ngás sceite (mar shampla, laghdaítear méid na n-ocsaídí nítrigine suas le 99%!) Le méadú ar éifeachtúlacht i gcomparáid le hinnill gásailín. . Dealraíonn sé go mbaineann an todhchaí go deimhin le hinnill, a bhfuil cuideachtaí feithicleacha agus cuideachtaí dearaidh neamhspleácha tar éis iad a chnapáil le chéile le déanaí faoin ainm scáth HCCI - Innill Adhainte Comhbhrú Aonchineálach Muirear nó Innill Féin- Adhainte Muirear Aonchineálach.
Cosúil le go leor forbairtí eile “réabhlóideacha” is cosúil, ní smaoineamh nua é meaisín den sórt sin a chruthú, agus go dtí seo níor éirigh le hiarrachtaí samhail táirgeachta iontaofa a chruthú. Ag an am céanna, cruthaíonn na cumais mhéadaitheacha atá ag rialú próiseas leictreonach agus solúbthacht mhór na gcóras dáilte gáis ionchas an-réadúil agus dóchasach do chineál nua innill.
Déanta na fírinne, sa chás seo is cineál hibrideach é de phrionsabail oibríochta innill gásailín agus díosail. Téann meascán dea-aonchineálachta, cosúil le hinnill gásailín, isteach i ndlísheomraí dócháin an HCCI, ach déanann sé féin-adhaint ag an teas ón gcomhbhrú. Ní éilíonn an cineál nua innill comhla throttle freisin mar is féidir leis rith ar mheascáin thrua. Ba chóir a thabhairt faoi deara, áfach, sa chás seo go bhfuil brí an tsainmhínithe ar “lean” difriúil go mór ón sainmhíniú ar dhíosal, ós rud é nach bhfuil meascán iomlán lean agus saibhrithe go mór ag HCCI, ach gur cineál meascán aonfhoirmeach lean é. Is éard atá i bprionsabal na hoibríochta ná adhaint chomhuaineach an mheascáin i méid iomlán an tsorcóra gan éadan lasair atá ag gluaiseacht go haonfhoirmeach agus ag teocht i bhfad níos ísle. Laghdaíonn sé seo go huathoibríoch i méid na n-ocsaídí nítrigine agus na súiche sna gáis sceite, agus, de réir roinnt foinsí údarásacha, tugadh isteach HCCIanna i bhfad níos éifeachtaí i dtáirgeadh sraitheach ngluaisteán i 2010-2015. Sábhálfaidh sé thart ar leath mhilliún bairille don chine daonna. ola go laethúil.
Mar sin féin, roimh é seo a bhaint amach, ní mór do thaighdeoirí agus innealtóirí an chonstaic is mó faoi láthair a shárú - an easpa bealach iontaofa chun próisis uathadhainte a rialú ag baint úsáide as codáin le comhdhéanamh ceimiceach, airíonna agus iompar breoslaí nua-aimseartha éagsúla. Is cúis le roinnt ceisteanna ná srianadh na bpróiseas ag ualaí éagsúla, réabhlóidí agus coinníollacha teochta an innill. De réir roinnt saineolaithe, is féidir é seo a dhéanamh trí mhéid gás sceite tomhaiste go beacht a thabhairt ar ais go dtí an sorcóir, an meascán a réamhthéamh, nó an cóimheas comhbhrú a athrú go dinimiciúil, nó an cóimheas comhbhrú a athrú go díreach (mar shampla, an fhréamhshamhail SVC Saab) nó ag athrú an t-am dúnta comhla ag baint úsáide as córais athróg dáileadh gáis.
Níl sé soiléir fós conas a chuirfear deireadh le fadhb na n-éifeachtaí torainn agus teirmidinimice ar dhearadh an innill mar gheall ar fhéin-adhaint cuid mhór de mheascán úr ag ualach iomlán. Is í an fhadhb fíor an t-inneall a thosú ag teocht íseal sna sorcóirí, ós rud é go bhfuil sé deacair go leor féin-adhaint a thionscnamh i cibé coinníollacha. Faoi láthair, tá go leor taighdeoirí ag obair chun deireadh a chur leis na baic seo trí úsáid a bhaint as torthaí breathnuithe ar fhréamhshamhlacha le braiteoirí le haghaidh rialú leictreonach leanúnach agus anailís ar phróisis oibre sorcóirí i bhfíor-am.
De réir na saineolaithe ó chuideachtaí gluaisteán atá ag obair sa treo seo, lena n-áirítear Honda, Nissan, Toyota agus GM, is dócha go gcruthófar gluaisteáin teaglaim ar dtús is féidir modhanna oibriúcháin a athrú, agus úsáidfear an breiseán spark mar chineál cúntóir i gcásanna. áit a bhfuil deacrachtaí ag HCCI. Tá scéim chomhchosúil i bhfeidhm cheana féin ag Volkswagen ina inneall CCS (Córas Dócháin Comhcheangailte), nach n-oibríonn faoi láthair ach ar bhreosla sintéiseach a forbraíodh go speisialta dó.
Is féidir adhainte an mheascáin in innill HCCI a dhéanamh i raon leathan cóimheas idir breosla, aer agus gáis sceite (is leor an teocht uathadhainte a bhaint amach), agus mar thoradh ar aga dócháin gearr go dtiocfaidh méadú suntasach ar éifeachtúlacht an innill. Is féidir roinnt fadhbanna de chineálacha nua na n-aonad a réiteach go rathúil i gcomhcheangal le córais hibrideach, mar shampla Hybrid Synergy Drive Toyota - sa chás seo, ní féidir an t-inneall dócháin inmheánaigh a úsáid ach amháin i modh áirithe atá optamach i dtéarmaí luas agus ualach. ag an obair, agus mar sin seachnaítear modhanna ina mbíonn an t-inneall ag streachailt nó ina n-éiríonn sé mí-éifeachtach.
Fadhb mhór i gcoinne chúlra adhainte i bhfad níos simplí le breiseán spréach is ea dóchán in innill HCCI, a bhaintear amach trí rialú comhtháite teochta, brú, cainníochta agus cáilíochta an mheascáin i suíomh gar do GMT. Ar an láimh eile, ní gá do HCCI próisis chorraitheacha a chruthú, atá tábhachtach d’innill gásailín agus go háirithe innill díosail, mar gheall ar nádúr toirtmhéadrach comhuaineach na féin-adhainte. Ag an am céanna, is ar an gcúis seo go bhféadfadh athruithe suntasacha i bpróisis chinéitice a bheith mar thoradh ar dhiall beag teochta.
Go praiticiúil, is é an fachtóir is tábhachtaí do thodhchaí an chineál seo inneall an cineál breosla, agus ní féidir an réiteach dearadh ceart a fháil ach amháin le heolas mionsonraithe ar a iompar sa seomra dócháin. Mar sin, tá go leor cuideachtaí feithicleacha ag obair le cuideachtaí ola faoi láthair (mar shampla Toyota agus ExxonMobil), agus déantar an chuid is mó de na turgnaimh ag an gcéim seo le breoslaí sintéiseacha atá saindeartha, a ríomhtar a chomhdhéanamh agus a n-iompar roimh ré. Tá éifeachtacht úsáid breosla gásailín agus díosail i HCCI contrártha le loighic na n-inneall clasaiceach. Mar gheall ar an teocht ard-adhainte uathoibríoch gásailín, is féidir leis an cóimheas comhbhrú iontu a bheith éagsúil ó 12:1 go 21:1, agus i breosla díosail, a adhaint ag teochtaí níos ísle, ba chóir go mbeadh sé sách beag - ar ordú ach 8. :1.
Téacs: Georgy Kolev
Grianghraf: cuideachta
