Βασικές Αρχές της Καύσης Αυτοκινήτου
Οι μηχανές καύσης βενζίνης λειτουργούν αναμειγνύοντας καύσιμα με τον αέρα, συμπιέζοντας το μέσα στον κύλινδρο και ανάφλεξης με το μπουζί. Στην ιδανική περίπτωση, η βενζίνη καίει οξυγόνο. Αλλά ο αέρας περιέχει 70 τοις εκατό άζωτο και έχει ίχνη άλλων αερίων. Το άζωτο είναι αρκετά αδρανές και δεν αρέσει να συνδυάζεται με τη βενζίνη. Αλλά καθώς οι θερμοκρασίες του θαλάμου καύσης ανεβαίνουν, το άζωτο είναι πολύ πιθανότερο να συνδυαστεί με το οξυγόνο και να σχηματίσει οξείδια νιτρώδους, γνωστά και ως NOx. Τα οξείδια του αζώτου αποτελούν μείζον συστατικό της αστικής ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η βενζίνη επίσης καίει καλύτερα όταν συνδυάζεται με αέρα σε αναλογία 14,7 αέρα προς 1 καύσιμο. Αλλά οι πιο οικονομικοί συνδυασμοί βελτιώνουν την οικονομία καυσίμου. Το πρόβλημα είναι ότι όταν η βενζίνη καίγεται άσπρη τείνει να χτυπήσει. Το χτύπημα μειώνει σημαντικά τη θερμική απόδοση και μπορεί να προκαλέσει ζημιά στον κινητήρα, εάν επιτραπεί η συνέχιση. Ενώ υπάρχουν πρακτικά όρια για το πώς μπορεί να ωθείται ένας κινητήρας να τρέξει, μπορεί να βελτιωθεί κάπως με χαμηλότερες θερμοκρασίες του θαλάμου καύσης. Με τη μείωση των θερμοκρασιών του θαλάμου καύσης μειώνεται η ρύπανση και βελτιώνεται η οικονομία καυσίμου. Η απόδοση θα θυσιαστεί κάπως, αλλά αυτή είναι μια απαραίτητη τιμή για την ποιότητα του αέρα.
Θερμοκρασία θαλάμου καύσης
Υπάρχουν δύο τρόποι για να μειωθούν οι θερμοκρασίες του θαλάμου καύσης. Το πρώτο είναι να μειωθεί ο λόγος συμπίεσης. Ο λόγος συμπίεσης είναι η ποσότητα συμπίεσης που παρέχεται από τον κύλινδρο. Αλλά μειώνοντας σημαντικά αυτό το παράγοντα σε λιγότερο από 8: 1 ή τόσο δραστικά μειώνει την απόδοση και την αποτελεσματικότητα. Ένας άλλος τρόπος για να μειωθεί η θερμοκρασία του θαλάμου καύσης είναι να προσθέσετε κάτι αδρανές στη φόρτωση του καυσίμου αέρα. Κάτι που δεν θα κάψει. Ευτυχώς, κάθε αυτοκίνητο και φορτηγό έχει μια έτοιμη τροφοδοσία αδρανούς αερίου - την εξάτμιση. Παραδόξως, η προσθήκη καυσαερίων στη φορτίο αέρα εισόδου μειώνει την μέγιστη θερμοκρασία του θαλάμου καύσης. Αυτό φαίνεται αντίθετο-διαισθητικό δεδομένου ότι η εξάτμιση είναι ζεστό. Ωστόσο, όταν βγαίνει από τον κύλινδρο, είναι πιο δροσερό από τη μέγιστη θερμοκρασία του θαλάμου καύσης. Έτσι, με την άντλησή του πίσω στο θάλαμο καύσης δεν θα καεί ξανά και απορροφά θερμότητα.
Η βαλβίδα EGR
EGR αντιπροσωπεύει την ανακυκλοφορία καυσαερίων. Η βαλβίδα κατευθύνει ένα μικρό μέρος των αερίων εξαγωγής πίσω στο φορτίο αέρα εισόδου και μειώνει τη μέγιστη θερμοκρασία του καυσίμου καύσης. Η βαλβίδα εξασφαλίζει ότι το σύστημα EGR σβήνει στο ρελαντί, όπου θα οδηγήσει σε ασταθή και αδρανή λειτουργία και σε μέγιστη ισχύ, καθώς η προσθήκη καυσαερίων εξουδετερώνει την ισχύ από τον κινητήρα.
Άλλα οφέλη - Εκτός από μειώνοντας τη ρύπανση και μειώνοντας τη θερμοκρασία του θαλάμου καύσης, η ανακύκλωση των καυσαερίων έχει επίσης ως αποτέλεσμα τη μείωση των απωλειών άντλησης. Απώλειες άντλησης είναι η εργασία που πρέπει να κάνει ο κινητήρας για να αντλήσει τον αέρα εισόδου πέρα από την πλάκα πεταλούδας. Καθώς το EGR μειώνει την ισχύ, το γκάζι πρέπει να ανοίξει ευρύτερα για να δώσει την επιθυμητή ισχύ, δηλ. Το άνοιγμα του γκαζιού είναι ευρύτερο, ώστε ο κινητήρας να μην χρειάζεται να λειτουργεί τόσο σκληρά ώστε να εισπνέει τον αέρα. Επιπλέον, με χαμηλότερη θερμοκρασία του θαλάμου καύσης υπάρχει λιγότερη απώλεια θερμότητας στα μεταλλικά τοιχώματα του κυλίνδρου, του εμβόλου και της κυλινδροκεφαλής έτσι ώστε να διατηρείται περισσότερη εσωτερική θερμότητα για να μετατραπεί σε μηχανική εργασία. EGR
Τα πρώτα συστήματα EGR στις αρχές της δεκαετίας του 1970 λειτουργούσαν αυστηρά σε κενό πολλαπλής. Έχουν τεράστιο αντίκτυπο στην απόδοση, την οδηγικότητα και την αξιοπιστία. Πολλοί ιδιοκτήτες απλώς τους απομάκρυναν και τροποποίησαν τα καρμπυρατέρ για να αποτρέψουν την άπνοια. Ελαφρώς αργότερα, τα συστήματα προσέφεραν ηλεκτρονικούς ελέγχους που βελτίωσαν την απόδοση και την αξιοπιστία, αλλά τα προβλήματα συνεχίστηκαν και τα συστήματα, ενώ είχαν την εντολή του ομοσπονδιακού νόμου, ήταν απρόσεκτα με τους οδηγούς. Ορισμένοι ξένοι κατασκευαστές επέλεξαν να καταστήσουν τους κινητήρες τους πολύ μικρούς και, δεδομένου ότι παρήγαγαν τόσο λίγα καυσαέρια, ήταν σε θέση να εξαλείψουν πλήρως το σύστημα EGR. Αυτή η κίνηση τους βοήθησε να κερδίσουν έδαφος στην αμερικανική αγορά. Το σύστημα συνέχισε όμως να εξελίσσεται και σε συνδυασμό με τα σύγχρονα συστήματα ελέγχου του κινητήρα που έχουν ελεγχθεί από υπολογιστή, δεν έχουν κανένα αντίκτυπο στην οδηγική ικανότητα και, στην πραγματικότητα, προσφέρουν ένα σημαντικό όφελος τόσο στον έλεγχο της ρύπανσης όσο και στη βελτίωση της οικονομίας καυσίμου.
Δημοφιλή άρθρα