Idanwo wakọ Diesel ati petirolu: orisi
Ifarakanra iṣoro laarin awọn ẹrọ diesel ati petirolu ti de opin rẹ. Imọ-ẹrọ turbo tuntun, awọn ọna ṣiṣe abẹrẹ ti o wọpọ-iṣinipopada ti o wọpọ, awọn iwọn funmorawon giga - idije naa mu awọn iru ẹrọ meji sunmọ… Ati lojiji, laaarin duel atijọ kan, oṣere tuntun kan lojiji han loju iṣẹlẹ naa. ibi kan labẹ õrùn.
Lẹhin ọpọlọpọ ọdun ti aibikita, awọn apẹẹrẹ ti tun ṣe awari agbara nla ti ẹrọ diesel ati mu idagbasoke rẹ pọ si nipasẹ ifihan to lekoko ti awọn imọ -ẹrọ tuntun. O wa si aaye nibiti iṣẹ ṣiṣe agbara rẹ sunmọ awọn abuda ti oludije petirolu ati gba laaye ẹda ti awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti a ko le ronu titi di akoko yii gẹgẹbi Volkswagen Race Touareg ati Audi R10 TDI pẹlu diẹ sii ju awọn ifẹ -ije to ṣe pataki. Akokọ akọọlẹ ti awọn iṣẹlẹ ti ọdun mẹdogun ti o kẹhin jẹ daradara mọ ... Awọn ẹrọ Diesel ti awọn 1936s ko ni ipilẹ yatọ si awọn baba wọn, ti a ṣẹda nipasẹ Mercedes-Benz pada ni 13. Ilana ti itankalẹ ti o lọra tẹle, eyiti ni awọn ọdun aipẹ ti dagba si bugbamu imọ -ẹrọ ti o lagbara. Ni ipari awọn ọdun 1, Mercedes ṣe atunṣe turbodiesel ọkọ ayọkẹlẹ akọkọ, ni ipari XNUMXs, abẹrẹ taara taara ni awoṣe Audi, awọn dizel nigbamii ni awọn olori-mẹrin mẹrin, ati ni ipari awọn XNUMXs, awọn ọna abẹrẹ Rail Rail ti itanna ti iṣakoso di otito. ... Nibayi, a ti ṣafihan abẹrẹ idana taara taara sinu awọn ẹrọ petirolu, nibiti ipin funmorawon loni de ọdọ XNUMX: XNUMX ni awọn igba miiran. Laipẹ, imọ -ẹrọ turbo tun n ni iriri isọdọtun kan, pẹlu awọn iye iyipo ti awọn ẹrọ petirolu bẹrẹ lati sunmọ ni pataki awọn iye iyipo ti olokiki olokiki turbo diesel. Bibẹẹkọ, ni afiwe pẹlu isọdọtun, ihuwasi iduroṣinṣin si ilosoke to ṣe pataki ni idiyele ti ẹrọ epo petirolu si wa ... Nitorinaa, laibikita awọn ikorira ti a sọ ati isọdọkan ti awọn ero nipa petirolu ati awọn ẹrọ diesel ni awọn ẹya oriṣiriṣi agbaye, bẹni awọn abanidije meji naa gba agbara ojulowo.
Laibikita lasan ti awọn agbara ti awọn oriṣi meji ti awọn sipo, awọn iyatọ nla si tun wa ninu iseda, iwa ati ihuwasi ti awọn ẹrọ ina meji.
Ninu ọran ti ẹrọ epo petirolu, idapọ ti afẹfẹ ati epo ti a yọ kuro ni a ṣẹda fun igba pipẹ pupọ ati bẹrẹ ni pipẹ ṣaaju ibẹrẹ ilana ijona naa. Boya lilo carburetor tabi awọn ọna ṣiṣe abẹrẹ itanna taara ti ode oni, ibi-afẹde ti dapọ ni lati ṣe agbejade aṣọ kan, idapọ epo isokan pẹlu ipin-epo epo-afẹfẹ ti asọye daradara. Iye yii nigbagbogbo sunmọ ohun ti a pe ni “adapọ stoichiometric”, ninu eyiti o wa awọn ọta atẹgun ti o to lati ni anfani (itumọ-ọrọ) lati sopọ ni eto iduroṣinṣin pẹlu gbogbo hydrogen ati atomu erogba ninu idana, ti o ṣẹda H20 ati CO2 nikan. Nitori ipin funmorawon jẹ kekere to lati yago fun isunmọ aifọwọyi ti ko tọ ti diẹ ninu awọn nkan inu epo nitori iwọn otutu funmorawon (ida petirolu ni awọn hydrocarbons pẹlu iwọn otutu evaporation kekere pupọ ati iwọn otutu ijona ti o ga julọ). Imudani ti ara ẹni lati ọdọ awọn ti o wa ninu ida diesel), ina ti adalu naa jẹ ipilẹṣẹ nipasẹ itanna kan ati ijona waye ni irisi gbigbe iwaju ni opin iyara kan. Laisi ani, awọn agbegbe pẹlu awọn ilana ti ko pe ni a ṣẹda ninu iyẹwu ijona, eyiti o yori si dida monoxide carbon ati awọn hydrocarbons iduroṣinṣin, ati nigbati iwaju ina ba lọ, titẹ ati iwọn otutu ni ilosoke ẹba rẹ, eyiti o yori si dida ti awọn oxides nitrogen ipalara ( laarin nitrogen ati atẹgun lati afẹfẹ), peroxides ati hydroperoxides (laarin atẹgun ati epo). Ikojọpọ ti igbehin si awọn iye to ṣe pataki ni o yori si ijona detonation ti ko ni iṣakoso, nitorinaa, ni awọn petirolu ode oni, awọn ida ti awọn ohun elo pẹlu iduroṣinṣin to jo, ti o nira-si-detonate kemikali “ikole” ni a lo - nọmba awọn ilana afikun ni a ṣe. ni refineries lati se aseyori iru iduroṣinṣin. pẹlu ilosoke ninu nọmba octane ti idana. Nitori ipin idapọmọra ti o wa titi pupọ ti awọn ẹrọ petirolu le ṣiṣẹ, àtọwọdá finnifinni ṣe ipa pataki ninu wọn, nipasẹ eyiti a ti ṣe ilana fifuye engine nipasẹ ṣiṣatunṣe iye afẹfẹ tuntun. Sibẹsibẹ, o, ni Tan, di orisun kan ti significant adanu ni apa kan fifuye mode, ti ndun awọn ipa ti a irú ti "ọfun plug" ti awọn engine.
Ero ti Eleda ti ẹrọ Diesel, Rudolf Diesel, ni lati pọ si ni pataki ipin funmorawon, ati nitorinaa imudara thermodynamic ti ẹrọ naa. Nitorinaa, agbegbe ti iyẹwu idana naa dinku, ati pe agbara ijona ko tan kaakiri nipasẹ awọn odi ti silinda ati eto itutu agbaiye, ṣugbọn “lo” laarin awọn patikulu funrararẹ, eyiti ninu ọran yii sunmọ ọkọọkan. miiran. Ti adalu epo-epo ti a ti pese tẹlẹ ti wọ inu iyẹwu ijona ti iru ẹrọ yii, bi ninu ọran ti ẹrọ petirolu, lẹhinna nigbati iwọn otutu to ṣe pataki kan ba de lakoko ilana titẹkuro (da lori ipin funmorawon ati iru epo. ), ilana ti ara ẹni yoo bẹrẹ ni pipẹ ṣaaju GMT. ijona volumetric ti ko ni iṣakoso. Fun idi eyi ti epo diesel ti wa ni itasi ni akoko to kẹhin, ni kete ṣaaju GMT, ni titẹ giga pupọ, eyiti o ṣẹda aini akoko pupọ fun evaporation ti o dara, itankale, dapọ, ina-ara ati iwulo fun opin iyara oke. ti o ṣọwọn koja iye to. lati 4500 rpm Ọna yii ṣeto awọn ibeere ti o yẹ fun didara idana, eyiti ninu ọran yii jẹ ida kan ti epo diesel - nipataki awọn distillates taara pẹlu iwọn otutu adaṣe kekere ti o dinku pupọ, nitori eto riru diẹ sii ati awọn ohun elo gigun jẹ pataki ṣaaju fun irọrun wọn rọrun. rupture ati lenu pẹlu atẹgun.
Ẹya ti awọn ilana ijona ti ẹrọ diesel kan jẹ, ni apa kan, awọn agbegbe pẹlu adalu ti o ni idarato ni ayika awọn iho abẹrẹ, nibiti epo ti bajẹ (awọn dojuijako) lati iwọn otutu laisi ifoyina, titan sinu orisun ti awọn patikulu erogba (soot), ati ni ekeji. ninu eyiti ko si idana rara ati, labẹ ipa ti iwọn otutu giga, nitrogen ati atẹgun ti afẹfẹ wọ inu ibaraenisepo kemikali, ni awọn ohun elo afẹfẹ nitrogen. Nitorinaa, awọn ọkọ ayọkẹlẹ diesel nigbagbogbo wa ni aifwy lati ṣiṣẹ pẹlu awọn adalu alabọde alabọde (iyẹn ni, pẹlu apọju iwuwo ti afẹfẹ), ati pe ẹrù nikan ni a ṣakoso nipasẹ iwọn lilo iye epo ti a rọ. Eyi yago fun lilo finasi, eyiti o jẹ anfani nla lori awọn ẹlẹgbẹ petirolu wọn. Lati san owo fun diẹ ninu awọn ailagbara ti ẹrọ epo petirolu, awọn apẹẹrẹ ti ṣẹda awọn eroja ninu eyiti ilana iṣelọpọ adalu jẹ eyiti a pe ni “idiyele idiyele”.
Ni ipo fifuye apakan, idapọ stoichiometric ti o dara julọ ni a ṣẹda nikan ni agbegbe ni ayika awọn elekitiro ina sipaki nitori abẹrẹ pataki ti ọkọ ofurufu epo ti a fa, ṣiṣan afẹfẹ itọsọna, profaili pataki ti awọn iwaju pisitini ati awọn ọna irufẹ miiran ti o rii daju iginisonu igbẹkẹle. Ni akoko kanna, adalu ninu pupọ julọ iwọn didun iyẹwu naa wa ni titẹ si apakan, ati pe nitori fifuye ni ipo yii le ṣakoso nikan nipasẹ iye ti idana ti a pese, àtọwọdá finasi le wa ni ṣiṣi ni kikun. Eyi, ni ọna, nyorisi idinku igbakana kan ninu awọn adanu ati ilosoke ninu ṣiṣe thermodynamic ti ẹrọ. Ni imọran, ohun gbogbo dabi ẹni nla, ṣugbọn titi di akoko aṣeyọri ti iru ẹrọ yii lati Mitsubishi ati VW ko ti ni didan. Ni gbogbogbo, titi di isisiyi ko si ẹnikan ti o le ṣogo pe wọn ti lo anfani kikun ti awọn anfani ti awọn solusan imọ -ẹrọ wọnyi.
Ati ti o ba ti o ba "magically" darapọ awọn anfani ti awọn meji orisi ti enjini? Kini yoo jẹ apapo pipe ti funmorawon Diesel giga, pinpin isokan ti adalu jakejado iwọn didun ti iyẹwu ijona ati isunmọ ti ara ẹni ni iwọn kanna? Awọn ijinlẹ ile-iyẹwu aladanla ti awọn iwọn idanwo ti iru ni awọn ọdun aipẹ ti ṣafihan idinku nla ninu awọn itujade ipalara ninu awọn gaasi eefin (fun apẹẹrẹ, iye awọn oxides nitrogen dinku nipasẹ to 99%!) Pẹlu ilosoke ninu ṣiṣe ni akawe si awọn ẹrọ epo petirolu . O dabi ẹni pe ọjọ iwaju jẹ ti awọn ẹrọ nitootọ, eyiti awọn ile-iṣẹ adaṣe ati awọn ile-iṣẹ apẹrẹ ominira ti papọ laipẹ labẹ orukọ agboorun HCCI - Awọn ẹrọ isunmọ agbara funmorawon tabi Awọn ẹrọ isunmọ ti ara ẹni isokan.
Bii ọpọlọpọ awọn idagbasoke ti o dabi ẹnipe “rogbodiyan”, imọran ti ṣiṣẹda iru ẹrọ bẹ kii ṣe tuntun, ati pe lakoko awọn igbiyanju lati ṣẹda awoṣe iṣelọpọ igbẹkẹle ṣi ko ni aṣeyọri. Ni akoko kanna, awọn aye ti ndagba ti iṣakoso ẹrọ itanna ti ilana imọ-ẹrọ ati irọrun nla ti awọn ọna pinpin gaasi ṣẹda ojulowo pupọ ati ireti ireti fun iru ẹrọ tuntun kan.
Ni otitọ, ninu ọran yii o jẹ iru arabara ti awọn ilana ti išišẹ ti epo petirolu ati awọn ọkọ ayọkẹlẹ diesel. Apopọ ti o darapọpọ, bii ninu awọn ẹrọ epo petirolu, wọ inu awọn iyẹwu ijona ti HCCI, ṣugbọn o jẹ ina ara ẹni nipasẹ ooru lati funmorawon. Iru ẹrọ tuntun tun ko nilo àtọwọdá fifọ bi o ṣe le ṣiṣẹ lori awọn apopọ titẹ si apakan. Sibẹsibẹ, o yẹ ki o ṣe akiyesi pe ninu ọran yii itumọ ti itumọ ti “titẹ si apakan” yatọ si pataki lati itumọ ti diesel, nitori HCCI ko ni igbẹkẹle patapata ati adalu ti o munadoko gaan, ṣugbọn o jẹ iru idapọmọra iṣọkan iṣọkan. Opo iṣẹ ṣiṣe pẹlu iginisonu igbakanna ti adalu ni gbogbo iwọn didun ti silinda laisi iwaju ina ina iṣọkan ati ni iwọn otutu ti o kere pupọ. Eyi laifọwọyi nyorisi idinku nla ninu iye awọn ohun elo afẹfẹ nitrogen ati soot ninu awọn eefin eefi, ati, ni ibamu si nọmba awọn orisun aṣẹ, iṣafihan nla ti awọn HCCI ti o munadoko diẹ sii si iṣelọpọ ọkọ ayọkẹlẹ ni ọdun 2010-2015. Yoo gba eniyan laaye nipa idaji awọn agba miliọnu kan. epo lojojumo.
Bibẹẹkọ, ṣaaju ṣiṣe eyi, awọn oniwadi ati awọn onimọ-ẹrọ gbọdọ bori idiwọ ikọsẹ ti o tobi julọ ni akoko yii - aini ọna ti o gbẹkẹle lati ṣakoso awọn ilana adaṣe nipa lilo awọn ida ti o ni awọn ipin ti o ni akojọpọ kemikali oriṣiriṣi, awọn ohun-ini ati ihuwasi ti awọn epo ode oni. Nọmba awọn ibeere ni o ṣẹlẹ nipasẹ imudani ti awọn ilana ni ọpọlọpọ awọn ẹru, awọn iyipada ati awọn ipo iwọn otutu ti ẹrọ naa. Gẹgẹbi diẹ ninu awọn amoye, eyi le ṣee ṣe nipa ipadabọ iye iwọn deede ti awọn gaasi eefin pada si silinda, ṣaju adalu naa, tabi yiyipada ipin funmorawon, tabi yiyipada ipin funmorawon taara (fun apẹẹrẹ, Afọwọkọ SVC Saab) tabi yiyipada awọn akoko tilekun àtọwọdá lilo oniyipada awọn ọna šiše gaasi pinpin.
Ko tii ṣe afihan bi iṣoro ti ariwo ati awọn ipa thermodynamic lori apẹrẹ ẹrọ nitori isunmọ ara ẹni ti iye nla ti adalu tuntun ni fifuye kikun yoo yọkuro. Iṣoro gidi ni lati bẹrẹ ẹrọ ni iwọn otutu kekere ninu awọn silinda, nitori pe o nira pupọ lati pilẹṣẹ ina-ara ni iru awọn ipo. Lọwọlọwọ, ọpọlọpọ awọn oniwadi n ṣiṣẹ lati yọkuro awọn igo wọnyi nipa lilo awọn abajade ti awọn akiyesi ti awọn apẹẹrẹ pẹlu awọn sensosi fun iṣakoso itanna ti nlọ lọwọ ati itupalẹ awọn ilana ṣiṣe ni awọn silinda ni akoko gidi.
Gẹgẹbi awọn amoye lati awọn ile-iṣẹ ọkọ ayọkẹlẹ ti n ṣiṣẹ ni itọsọna yii, pẹlu Honda, Nissan, Toyota ati GM, o ṣee ṣe pe awọn ọkọ ayọkẹlẹ apapo yoo kọkọ ṣẹda ti o le yipada awọn ipo iṣẹ, ati pe itanna yoo ṣee lo bi iru oluranlọwọ ni awọn ọran. ibi ti HCCI ni iriri awọn iṣoro. Volkswagen ti ṣe imuse iru ero kan ninu ẹrọ CCS rẹ (Eto ijona Apapo), eyiti o nṣiṣẹ lọwọlọwọ nikan lori epo sintetiki ti a dagbasoke ni pataki fun rẹ.
Imudanu adalu ni awọn ẹrọ HCCI le ṣee ṣe ni ọpọlọpọ awọn ipin laarin epo, afẹfẹ ati awọn gaasi eefi (o to lati de iwọn otutu adaṣe), ati akoko ijona kukuru kan yori si ilosoke pataki ninu ṣiṣe ẹrọ. Diẹ ninu awọn iṣoro ti awọn iru awọn ẹya tuntun ni a le yanju ni aṣeyọri ni apapo pẹlu awọn ọna ṣiṣe arabara, gẹgẹbi Toyota's Hybrid Synergy Drive - ninu ọran yii, ẹrọ ijona inu le ṣee lo nikan ni ipo kan ti o dara julọ ni awọn ofin iyara ati fifuye. ni iṣẹ, bayi bypassing igbe ninu eyi ti awọn engine sisegun tabi di aisekokari.
Ifipọpọ ninu awọn ẹrọ HCCI, ti o waye nipasẹ iṣakoso iṣakojọpọ ti iwọn otutu, titẹ, opoiye ati didara ti adalu ni ipo kan nitosi GMT, jẹ otitọ iṣoro nla kan si abẹlẹ ti iginisoro ti o rọrun pupọ pẹlu itanna sipaki. Ni apa keji, HCCI ko nilo lati ṣẹda awọn ilana rudurudu, eyiti o ṣe pataki fun epo petirolu ati paapaa awọn ọkọ ayọkẹlẹ diesel, nitori iru iwọn didun igbakanna ti iginisonu ara ẹni. Ni akoko kanna, o jẹ fun idi eyi paapaa awọn iyapa iwọn otutu kekere le ja si awọn ayipada to ṣe pataki ninu awọn ilana kainetik.
Ni iṣe, ifosiwewe pataki julọ fun ọjọ iwaju ti iru ẹrọ yii jẹ iru epo, ati pe ojutu apẹrẹ ti o tọ nikan ni a le rii pẹlu alaye alaye ti ihuwasi rẹ ni iyẹwu ijona. Nitorinaa, ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ adaṣe n ṣiṣẹ lọwọlọwọ pẹlu awọn ile-iṣẹ epo (bii Toyota ati ExxonMobil), ati pupọ julọ awọn idanwo ni ipele yii ni a ṣe pẹlu awọn epo sintetiki ti a ṣe apẹrẹ pataki, akopọ ati ihuwasi eyiti a ṣe iṣiro ni ilosiwaju. Imudara ti lilo epo petirolu ati epo diesel ni HCCI jẹ ilodi si imọran ti awọn ẹrọ alailẹgbẹ. Nitori iwọn otutu ina-aifọwọyi giga ti awọn petirolu, ipin funmorawon ninu wọn le yatọ lati 12: 1 si 21: 1, ati ni epo diesel, eyiti o tan ni awọn iwọn otutu kekere, o yẹ ki o jẹ kekere - lori aṣẹ ti 8 nikan. :1.
Ọrọ: Georgy Kolev
Fọto: ile-iṣẹ
