Histoire de la construction de moteurs diesel turbochargés
Les turbochargeurs ont été utilisés pour augmenter la puissance des moteurs à combustion interne encore dans la phase de développement de ce type de technologie. En 1911, un turbocompresseur breveté par un Américain, à l'aube de son développement, a joué un rôle important dans l'aviation militaire: des moteurs à essence turbés ont été placés sur des avions de chasse et des bombardiers pour améliorer leur hauteur. La technologie a récemment été utilisée dans la dyslexie automobile. La première voiture en série avec un turbo diesel a été introduite en 1978. Mercedes-Benz 300 SD, et en 1981 il a été suivi par VW Turbodiesel.
Dispositif et principe d'exploitation d'un moteur diesel à turbocharge
Le principe de fonctionnement du moteur diesel est basé sur les gaz d'échappement. Laissant le cylindre, les gaz d'échappement entrent dans la rétine de la turbine, tournent la turbine et la turbine du compresseur est intégrée au flux d'air dans les cylindres.
Ainsi, contrairement aux diesels atmosphériques, les turbcompresseurs ont une pression d'air pressurisée dans les cylindres à haute pression. En conséquence, le volume d'air entrant dans le cylindre au cours d'un cycle augmente. En combinaison avec une augmentation du volume du combustible en feu (les proportions du mélange combustible-air restent inchangé), cela donne une augmentation de la capacité jusqu'à 25%.
Pour augmenter encore le volume de l'air d'admission, un intercooler est également utilisé, un dispositif spécial refroidisse l'air atmosphérique devant le moteur. En physique, on sait que l'air froid est moins chaud que le chaud. Ainsi, la réfrigération peut "pousser" dans le cylindre plus d'air pendant le cycle.
Par conséquent, la turbine a une consommation de carburant moins spécifique (en grammes par kilowattheure) et une capacité supérieure (le nombre de puissance par litre de capacité du moteur). Tout cela permet d'augmenter significativement la puissance totale du moteur sans augmenter significativement sa taille et son nombre de tours.
Plus et moins moteur diesel avec turbocharge
Le revers de l'augmentation de puissance du moteur tout en préservant les caractéristiques communes, c'est-à-dire le forçage-plus intensif de l'usure des nœuds, en conséquence, une réduction de la ressource de la centrale électrique. En outre, les turbines nécessitent des types spéciaux d'huiles moteur et une stricte observance des périodes de service recommandées par le fabricant. Le filtre à air est encore plus exigeant. De plus, la turbine des turbines à basse pression peut avoir un effet de turboyama, ce qui se reflète dans la "consommation" notable à des vitesses de moteur basses et moyennes.
Les moteurs Turbated sont moins économiques que le diesel atmosphérique, consommant de 20 à 50% de carburant au même volume. Un autre inconvénient évident du système turbo-boost est qu'il est très sensible à l'usure du groupe piston. L'augmentation de la pression des gaz de carter réduit la ressource de la turbine. Dans de telles conditions, il y a un "jeûne" et un bris du turbocompresseur. Les dommages causés à cette unité peuvent entraîner l'échec de l'ensemble du moteur, tandis que les moteurs turbo diesel sont encore moins défendables que leurs frères atmosphériques.
En général, la présence d'un turbocompresseur techniquement complexe, qui nécessite des dispositifs de stabilisation de pression supplémentaires, une décharge d'urgence, et ainsi de suite rend l'installation électrique de la voiture plus sophistiquée, augmentant le nombre de pièces, réduisant ainsi la fiabilité globale. De plus, la ressource du turbocompresseur lui-même est beaucoup plus petite que celle du moteur dans son ensemble.
Améliorations du moteur diesel moderne
Le système d'accroissement de l'efficacité et de la flexibilité du mode diesel en tant que "Common-Rail" a gagné en popularité aujourd'hui. Si, dans le moteur diesel traditionnel, chaque section de pompe à haute pression est fournie avec du carburant dans une ligne de carburant distincte, qui est fermée par injecteur. Même si l'épaisseur des lignes de carburant est légèrement différente lorsqu'elles sont pressurisées dans l'atmosphère de 1500-2000, elles sont légèrement mais "gonflées". Par conséquent, la partie du combustible entrant dans le cylindre est différente du carburant calculé. "Dovesook" augmente la consommation de carburant, augmente l'opacité et réduit la combustion complète du mélange combustible-air.
Une bonne solution technique à ce problème a été développée simultanément par plusieurs constructeurs automobiles. Dans le nouveau système, la pompe à combustible à haute pression injectant du carburant dans le rail de carburant commun, qui, entre autres choses, joue le rôle d'un résidu, c'est-à-dire un stabilisateur de pression dans le chemin. Dans la rampe, il y a toujours une quantité constante de carburant qui n'est pas sous la pression pulsante, mais sous pression constante.
En outre, le développement de technologies intelligentes a permis des systèmes d'ouverture électroniques (dans les diesels traditionnels, les cycles d'injection sont contrôlés mécaniquement en augmentant la pression dans le pipeline). L'unité électronique, qui contrôle la performance des buses, doit tenir compte des informations relatives à la position de la pédale d'accélérateur, à la pression dans la rampe, à la température du moteur, à la charge sur le moteur, etc. Sur la base de ces données, la partie combustible du combustible doit être calculée et alimentée.
Une autre nouveauté introduite par le développement de l'électronique automobile est l'alimentation en carburant en deux étapes dans la chambre de combustion. D'abord, on cherche un "split" (environ un milligramme). Lorsque la combustion est ajoutée à l'effet de compression augmente la température dans la chambre, et la dose principale injectée avec la trace brûle plus doucement, augmentant également la pression dans le cylindre. En conséquence, le moteur fonctionne plus doucement et moins bruyamment, tandis que la consommation de carburant est réduite d'environ 20% tandis que le couple augmente de 25%. Ce qui est important, c'est de réduire la suie dans les gaz d'échappement.
Parmi les nouveaux développements destinés à améliorer la performance environnementale des diesels tout en optimistant leur économie, BlueTec est le système le plus prometteur développé par les spécialistes de Daimler AG. La partie principale est une procédure innovante pour la réduction catalytique des gaz d'échappement.
Les convertisseurs catalytiques des véhicules modernes fonctionnent au détriment de la céramique ou du "nid d'abeilles" métallique, recouvert d'une couche de substances réactives-catalyseurs. Le catalyseur oxyde ou rétablit les composés toxiques du CO, du CH et des NOx au dioxyde de carbone, à l'azote et à l'eau.
Cependant, les particularités du carburant diesel, ainsi que les processus de formation et de combustion du mélange combustible-air dans l'huile diesel sont telles que les gaz d'échappement contiennent non seulement des composants chimiques nocifs, mais une grande quantité de suie. De plus, si vous commencez à réduire la part de suie, le contenu des NOx augmente, et vice versa. Ainsi, pour le traitement complexe de l'exhas diesel, un chimiste multicomposant est nécessaire, un système mécanique qui complique la construction d'une voiture et, par conséquent, réduit la rentabilité de la production.
La technologie BlueTec repose sur une combinaison de solutions traditionnelles et nouvelles. Les gaz d'échappement ont commencé à passer par la résistance de la majorité des véhicules diesel et le catalyseur pour "tuer" le carbone. Ensuite, l'injection de gaz d'échappement est pulvérisée avec un réactif AdVlue actif à base d'urée (solution d'ammoniac dans l'eau). Le mélange qui en résulte est placé dans un catalyseur spécial (SCR), où l'ammoniac provenant d'AdBlue sous l'influence de la catalyse à 250-300 ° C est efficace dans la réaction chimique des oxydes d'azote en les "emportant" sur l'azote et l'eau. Le reste des composants nuisibles sont brûlés ici.
Avec des avantages évidents, BlueTec n'a pas moins d'inconvénients évidents. Le magasin d'un composant AdLog requiert une capacité distincte. Le système lui-même est compliqué par la présence de bordures et d'autoroutes supplémentaires. En outre, le système est encore plus doué pour la qualité du carburant et ne peut fonctionner que sur le sel avec une teneur minimale en soufre.
Un autre problème très important pour la Russie-la solution d'Adlue est mesurée à moins 11,5 degrés. Par conséquent, les ingénieurs de BlueTec travaillent maintenant activement à améliorer les systèmes sans utiliser l'urée. Aujourd'hui est le test et le raffinement du filtre composite, du catalyseur de catalyseur de platine et de deux catalyseurs SCR exclusivement pour les oxydes d'azote. Le système permet actuellement d'utiliser les NOx dans les gaz d'échappement du diesel à environ 5 euros.
