Storia della costruzione di motori diesel turbocompressi
I turbocompressori sono stati utilizzati per aumentare la potenza dei motori a combustione interna ancora nella fase di sviluppo di questo tipo di tecnologia. Nel 1911, un turbocompressore brevettato da un americano, all'alba del suo sviluppo, ha giocato un ruolo significativo nei motori a benzina - turbisce dell'aviazione militare sono stati messi su caccia di jet e bombardieri per migliorare la loro altezza. La tecnologia è stata recentemente utilizzata nella dislessia automobilistica. La prima vettura seriale con un turbo diesel è stata introdotta nel 1978. Mercedes-Benz 300 SD e nel 1981 è stato seguito da VW Turbodiesel.
Dispositivo e principio di funzionamento di un motore diesel turbocompressore
Il principio di funzionamento del motore diesel si basa sul gas di scarico. Lasciando il cilindro, i gas di scarico entrano nella retina della turbina, la ruotano e la turbina del compressore costruito nel flusso d'aria nei cilindri.
Così, in contrasto con i dieselli atmosferici, i turbcompressori hanno aria pressurizzata nei cilindri a pressione maggiore. Di conseguenza, il volume di aria che entra nel cilindro in un ciclo è in aumento. In combinazione con un aumento del volume del combustibile bruciante (le proporzioni della miscela di fuel - aria rimangono invariate) questo dà un aumento della capacità fino al 25%.
Per aumentare ulteriormente il volume dell'aria di aspirazione viene utilizzato anche un intercooler, un dispositivo speciale che raffredda l'aria atmosferica davanti al motore. In fisica si sa che l'aria fredda è meno che calorosa. Così, la refrigerazione può "spingere" nel cilindro più aria nel ciclo.
Di conseguenza, la turbina ha meno consumi specifici di carburante (in grammi per kilowattora) e capacità superiore (il numero di cavalli per litro di capacità del motore). Tutto ciò permette di alzare in modo significativo la potenza totale del motore senza aumentare in modo significativo le sue dimensioni e il numero di giri.
Plus e meno motore diesel con turbocompressore
Il lato opposto dell'aumento della potenza del motore preservando le caratteristiche comuni, cioè, l'usura forzata più intensiva dei nodi, di conseguenza, una riduzione della risorsa dell'impianto di alimentazione. Inoltre, le turbine richiedono particolari tipi di oli motori e la stretta aderenza ai periodi di servizio raccomandati dal produttore. Il filtro dell'aria è ancora più esigente. Inoltre, la turbina delle turbine a bassa pressione può avere un effetto turboama, che si riflette nel notibile "mangiare" a velocità del motore basse e medie.
I motori a turbata sono meno economici del diesel atmosferico, consumando 20 a 50% di carburante in più allo stesso volume. Un altro evidente svantaggio del sistema turbo - boost è che è molto sensibile all'usura del gruppo pistone. Aumentare la pressione dei gas del basamento riduce la risorsa della turbina. In tali condizioni vi è un "digiuno di olio" e rottura del turbocompressore. I danni a questa unità possono ben portare al fallimento dell'intero motore, mentre i motori diesel turbo sono ancora meno manuttibili dei loro fratelli atmosferici.
In generale, la presenza di un turbocompressore tecnicamente complesso, che richiede ulteriori dispositivi di stabilizzazione della pressione, scarica di emergenza e così via rende più sofisticata l'installazione di energia dell'auto, aumentando il numero di parti, riducendo così l'affidabilità complessiva. Inoltre, la risorsa del turbocompressore stesso è molto più piccola di quella del motore nel suo insieme.
Moderni Miglioramenti del motore diesel
Il sistema di aumentare l'efficienza e la flessibilità della modalità diesel come "Common-Rail" ha ottenuto oggi una notevole popolarità. Se, nel motore diesel tradizionale, ogni sezione pompa ad alta pressione viene fornita con carburante in una linea di alimentazione separata, chiusa per iniettore. Anche se lo spessore delle linee di combustibile è leggermente diverso quando sono pressurizzati in 1500 - 2000 atmosfera, sono leggermente ma "gonfiati". Di conseguenza, la porzione di combustibile che cade nel cilindro è diversa dal combustibile calcolato. "Dovesook" aumenta il consumo di carburante, aumenta l'opacità e riduce la combustione completa della miscela aria - aria.
Una buona soluzione ingegneristica a questo problema è stata sviluppata contemporaneamente da diverse case automobilistiche. Nel nuovo sistema, la pompa di carburante ad alta pressione sta pompando il carburante nel serbatoio del carburante comune, che, tra l'altro, gioca il ruolo di un ridimensionamento, cioè uno stabilizzatore di pressione nel percorso. Nella rampa c'è sempre una quantità costante di carburante che non è sotto la pressione pulsante, ma sotto pressione costante.
Inoltre, lo sviluppo di tecnologie intelligenti ha permesso ai sistemi di apertura elettronica (nelle dieselle tradizionali, i cicli di iniezione sono controllati meccanicamente aumentando la pressione in gasdotto). L'unità elettronica, che controlla le prestazioni degli ugelli, tiene conto delle informazioni sulla posizione del pedale dell'acceleratore, della pressione nella rampa, della temperatura del motore, del carico sul motore, ecc. Sulla base di questi dati la porzione di carburante del carburante deve essere calcolata e alimentata.
Un'altra novità introdotta dallo sviluppo dell'elettronica automobilistica è il consumo di carburante a due stadi nella camera di combustione. Prima stiamo cercando una "split" (circa un milligrammo). Quando la combustione viene aggiunta all'effetto della compressione aumenta la temperatura in camera, e la dose principale iniettata con la traccia brucia più agevolmente, aumentando anche la pressione nel cilindro. Di conseguenza, il motore funziona più morbido e meno rumoroso, mentre il consumo di carburante è ridotto di circa il 20% mentre la coppia è aumentata del 25%. Ciò che è importante è ridurre la fuliggine nello scarico.
Tra i nuovi sviluppi pensati per migliorare le prestazioni ambientali dei dieschi mentre ottimizzano la loro economia, BlueTec è il sistema più promettente sviluppato dagli specialisti di Daimler AG. La parte principale è una procedura innovativa per la riduzione catalitica dei gas di scarico.
I convertitori catalitici di veicoli moderni funzionano a scapito della ceramica o metallica "honeycomb", ricoperta da uno strato di sostanze reattive - catalizzatori. Catalizzatore ossidano o ripristinano composti tossici di CO, CH e NOx in anidride carbonica, azoto semplice e acqua.
Tuttavia, le peculiarità del carburante diesel, così come i processi di formazione e combustione della miscela aria - aria in olio diesel sono tali che lo scarico contiene non solo componenti chimici nocivi, ma una grande quantità di fuliggine. Inoltre, se si inizia a ridurre la quota di fuliggine, il contenuto di NOx aumenta, e viceversa. Così, per il trattamento complesso del diesel esabbia, serve un chimico multicomponente, un sistema meccanico che complica la costruzione di un'auto e, di conseguenza, riduce la redditività della produzione.
La tecnologia BlueTec è costruita su una combinazione di soluzioni tradizionali e nuove. Il gas di scarico ha iniziato a passare attraverso la resistenza della maggior parte dei veicoli diesel e del catalizzatore per "uccidere" il carbonio. Poi, l'iniezione di scarico viene irrorata con un reagente attivo AdVlue a base di urea (soluzione di ammoniaca in acqua). La miscela risultante è inserita in un catalizzatore elettorale speciale (SCR), in cui l'ammoniaca da AdBlue sotto l'influenza della catalisi a 250 - 300 ° C è efficace nella reazione chimica degli ossidi di azoto " prelevandole ad azoto e acqua. Il resto dei componenti dannosi vengono bruciati qui.
Con evidenti pros, BlueTec non ha svantaggi meno evidenti. L'archivio di un componente AdLog richiede una capacità separata. Il sistema stesso è complicato dalla presenza di ulteriori hub e autostrade. Inoltre, il sistema è ancora più lucrato per la qualità del carburante e può funzionare solo sulla salatura con un minimo contenuto di zolfo.
Un altro problema molto rilevante per la Russia - la soluzione di Adlue si misura a meno 11,5 gradi. Pertanto, gli ingegneri BlueTec stanno ora lavorando attivamente al miglioramento dei sistemi senza utilizzare l'urea. Oggi è la prova e la raffinatezza del filtro composito, catalizzatore di catalizzatore di platino e due SCR - catalizzatori esclusivamente per gli ossidi di azoto. Il sistema attualmente consente di utilizzare NOx in scarico diesel a circa Euro 5.
