Se kontni an nan atik sa a ki baze sou rapò an evalyasyon teknik ranpli pa Roush Industries sou non CAELP nan 2021. Li sistematikman kalite soti wout yo teknik pou motè gazolin efikas nan 2025 ak pi lwen, revele teknoloji yo kle pou amelyore efikasite tèmik ak diminye emisyon. Anpil nan solisyon teknik sa yo te aplike nan mache aktyèl la.
1. Teknoloji dilution gaz melanje
Se valè rapò a chalè espesifik ogmante nan EGR oswa dilution lè, kidonk ogmante kantite lajan an nan travay transfere pa Piston an pandan konjesyon serebral la ekspansyon. Figi sa a montre enfliyans nan rapò a konpresyon (CR) ak valè a 𝛾 sou efikasite nan konvèsyon gaz nan sik la volim konstan. Valè a nan melanj lan lè a se apeprè 1.4, pandan y ap valè yo nan pwodwi yo ki degaje konbisyon (gaz kabonik ak vapè dlo) yo pi ba, fèmen nan 1.3. Valè a nan melanj lan nan-silenn dilye ak lè se pi wo konpare ak melanj lan dilye pa refwadisman echapman gaz resiklaj (CEGR). Sa fè motè a ak combustion mèg (dilution lè) pi efikas anba menm dilution nan ekivalan (sètadi, rapò a nan gaz nan melanj gaz ki pa gaz nan silenn lan).
1. Teknoloji dilution gaz melanje
Se valè rapò a chalè espesifik ogmante nan EGR oswa dilution lè, kidonk ogmante kantite lajan an nan travay transfere pa Piston an pandan konjesyon serebral la ekspansyon. Figi sa a montre enfliyans nan rapò a konpresyon (CR) ak valè a 𝛾 sou efikasite nan konvèsyon gaz nan sik la volim konstan. Valè a nan melanj lan lè a se apeprè 1.4, pandan y ap valè yo nan pwodwi yo ki degaje konbisyon (gaz kabonik ak vapè dlo) yo pi ba, fèmen nan 1.3. Valè a nan melanj lan nan-silenn dilye ak lè se pi wo konpare ak melanj lan dilye pa refwadisman echapman gaz resiklaj (CEGR). Sa fè motè a ak combustion mèg (dilution lè) pi efikas anba menm dilution nan ekivalan (sètadi, rapò a nan gaz nan melanj gaz ki pa gaz nan silenn lan).
1.1 ki pa katalizè espesyal nan-silenn refòme (D-EGR)
Sistèm EGR devwe devlope pa Southwest Research Institute (SWRI). Sistèm sa a jenere gaz refòme ak konsantrasyon segondè nan H₂ ak CO pa konvèti yon sèl silenn nan yon lwil oliv ki rich ki degaje konbisyon mòd. Sa yo gaz refòme yo prezante nan pò yo konsomasyon nan silenn lòt ak combustion konplè nan Combustion SI [10]. Tès Demonstrasyon SWRI D-EGR fèt sou motè 2.4-lit Natirèlman aspirasyon an endike ke ekonomi gaz la te amelyore pa plis pase 10% nan tout seri opere motè a.
1.2 Catalytic dechè gaz resiklaj bouk refòme
Youn nan silenn yo opere nan yon rapò mèg lè-gaz ak adopte yon teknoloji segondè piki gaz apre konbisyon. Se gaz la tiyo echapman soti nan silenn sa a trete pa kabann lan katalis ak jenere idwojèn ki rich refòme gaz nan reyaksyon andotèmik. Nan tès la nan 2.0-lit GM ECOTEC LNF DI motè a, lè vitès la wotasyon rive 2000 rpm ak valè a ranfòse te 4 bar, yon konsantrasyon konsomasyon idwojèn nan 5% te reyalize. Rapò a volim nan resiklaj gaz fatra te leve soti vivan nan mwens pase 25% nan plis pase 50%. Efikasite nan motè sa a nan pwen an opere ogmante pa 8% konpare ak valè a referans.
2. Ekspansyon rapò optimize
Yon motè ki gen yon gwo rapò konpresyon jeyometrik men yon rapò konpresyon efikas pi ba pase rapò ekspansyon efikas la se yon fason efikas pou amelyore efikasite motè. Nan mas-pwodwi motè, sou-ekspansyon sik yo anjeneral reyalize pa fèmen tiyo yo konsomasyon an davans (EIVC) oswa ranvwaye fèmen nan tiyo yo konsomasyon. Konjesyon serebral ki pi kout la mennen nan yon rediksyon nan kantite lajan an nan konpresyon trase nan pa motè a pou chak sik, se konsa yon motè pi gwo-deplasman ki nesesè yo kenbe menm koupl la/nivo pouvwa kòm motè ki pa Atkinson/Miller. Pou motè turbo, pèt la nan volim konsomasyon konsomasyon ka konpasasyon pou pa ogmante presyon an ranfòse. Motè ak sik Miller turbo gen yon rapò ekspansyon pi wo ak pi ba tanperati echapman, kidonk diminye demann lan pou combustion mèg.
Yon defi fè fas a lè adopte estrateji EIVC ak LIVC se ke ajitasyon an nan fen konjesyon serebral la konpresyon ap febli. Figi 6 ki anba a montre chanjman ki fèt nan enèji sinetik ajite a (TKE) nan silenn lan lè yo adopte estrateji EIVC ak LIVC konpare ak motè referans lan. Rediksyon sa a nan TKE ap mennen nan yon diminisyon nan efikasite ki degaje konbisyon ak enstabilite ki degaje konbisyon yo. Nan kèk ka, konpare ak motè a referans, sa a ka menm mennen nan efikasite redwi ak emisyon ogmante.
Figi ki anba la a montre plan an optimize konsepsyon ki nesesè pou EA888 twazyèm-jenerasyon B-kalite motè a (2.0-lit kat-silenn) yo kenbe nan-silenn nivo a ajitasyon nan jenerasyon anvan an ki pa Miller sik motè. Motè sa a adopte teknoloji EIVC pou reyalize sik Miller la, epi li nesesè pou kenbe ajitasyon an andedan silenn lan ak efikasite ki degaje konbisyon nan optimize konsepsyon motè.
3. yon pi piti silenn fè rapò konjesyon serebral
Figi sa a montre chanjman ki fèt nan twa faktè prensipal yo ki detèmine pi bon rapò a konjesyon serebral nan yon motè: vitès Piston, zòn sifas rapò volim, ak gout presyon sou tou de bò nan valv la konsomasyon. Se pi bon rapò a konjesyon serebral konjesyon serebral detèmine pa faktè sa yo:
Mwayèn vitès Piston: pi long la konjesyon serebral la, pi wo a vitès la Piston mwayèn, pandan y ap limite vitès la motè maksimòm. Si li se motè turbo oswa natirèlman aspirasyon, pi fò nan yo sèjousi pa te rive nan limit la anwo nan vitès la Piston mwayèn ki teknoloji aktyèl ka reyalize (apeprè 25 m/s).
Karakteristik konsomasyon tiyo presyon gout: motè ki gen yon gwo konsepsyon rapò fè ka ogmante gwosè a valv, fòme yon zòn pasaj pi gwo koule (sètadi, zòn nan koule), kidonk diminye gout nan presyon nan tou de bout nan valv la ak amelyore efikasite joje. Sepandan, nan vitès ki wo, efikasite nan joje nan motè ki ba rapò fè ap deperi, sa ki lakòz anpil bonè diminisyon nan koupl ak pouvwa nan ranje vitès motè a.
Efikasite transfè chalè: yon rapò konpresyon pi ba (BSR) ap diminye zòn nan sifas nan rapò volim nan chanm lan ki degaje konbisyon (espesyalman tou pre sant la tèt mouri nan ki degaje konbisyon), kidonk febli efè a transfè chalè nan ki degaje konbisyon. Kòm rapò a konpresyon ogmante, zòn nan sifas nan rapò volim nan chanm lan ki degaje konbisyon ap grandi, ki mennen ale nan yon ogmantasyon nan pèt transfè chalè ak konpansasyon kèk nan avantaj ki genyen nan amelyorasyon nan efikasite. Efè sa a se patikilyèman enpòtan nan Atkinson-Miller motè sik ak trè wo rapò konpresyon jewometrik.
Rezistans detonasyon ki te koze pa distans pwopagasyon flanm dife: yon pi piti rapò dyamèt silenn pral diminye distans la pwopagasyon flanm dife, kidonk diminye tan an lage chalè (ogmante pwopòsyon an nan combustion volim konstan). Diferan nan tan an ki degaje konbisyon yo ap tou diminye detonasyon (tan an pou gaz la tèminal yo rive jwenn kondisyon an pwòp tèt ou-idisyon se pi kout). Sa fè yon rapò konpresyon ki pi wo posib.
Turbulans nan silenn lan ak pousantaj ki degaje konbisyon: Kòm vitès la Piston ogmante, ajitasyon nan silenn lan entansifye. Lè fè a ak konjesyon serebral yo relativman ba, anba menm vitès la wotasyon ak kondisyon deplasman, vitès wotasyon Piston la se aktyèlman pi wo. Sa a ajitasyon ranfòse ka akselere pousantaj la ki degaje konbisyon yo epi redwi tandans nan detonasyon (kòm tan an pou gaz la tèminal yo rive jwenn kondisyon an pwòp tèt ou-yo se pi kout). Sa a pèmèt motè a adopte yon rapò konpresyon ki pi wo.
4. tèmik jesyon optimize
Yon tipik SI motè jenere yon gwo kantite chalè pandan ki degaje konbisyon, nan yo ki sou yon tyè transfere nan miray la silenn ak yon lòt yon tyè pèdi nan awozaj la. Teknoloji kle yo pou diminye pèt transfè chalè gen ladan:
Ogmante kenbe melanj la mèg ka bese tanperati a ki degaje konbisyon, kidonk diminye pèt transfè chalè
Motè ki fèt ak yon rapò ki ba sifas espesifik zòn (BSR) ka efektivman diminye zòn nan sifas nan rapò volim nan chanm lan ki degaje konbisyon, plis minimize pèt transfè chalè
Sistèm refwadisman fann - Pa mete kanpe sikwi refwadisman endepandan pou blòk la silenn ak tèt silenn, tanperati a pi bon k ap travay nan tèt la silenn ak blòk silenn ka konsève. Tèt silenn ba-tanperati ka anpeche frape pi rèd toujou ak sipòte operasyon rapò segondè konpresyon. Mi wo-tanperati silenn ka diminye pèt transfè chalè ak pi ba friksyon. Sistèm nan refwadisman fann kapab tou akselere prechofe a nan chanm lan ki degaje konbisyon, amelyore estabilite ki degaje konbisyon yo epi redwi emisyon pandan kòmanse frèt.
Kouch nan baryè tèmik, atravè yon estrikti konpoze nan penti seramik (tankou YSZ yttria-estabilize zirkonya) ak kouch lyezon metal, ka diminye tanperati a miray nan chanm lan ki degaje konbisyon pa 150-300 degre ak diminye pèt la chalè kondiksyon nan blòk la silenn ak piston (kontablite pou 25-30% nan la total enèji.
Rezime
Figi sa a rezime enfliyans nan diferan teknoloji sou chak lyen nan operasyon motè. Pati vèt la endike efè pozitif, pandan y ap Pati Wouj la prezante enpak negatif. Pou egzanp, teknoloji a EGR refwadisman ka amelyore kapasite nan chalè espesifik nan melanj lan nan silenn lan, diminye pèt transfè chalè ak ensi amelyore efikasite motè. Sepandan, an menm tan an, teknoloji sa a pral gen yon efè negatif sou estabilite ki degaje konbisyon ak pousantaj ki degaje konbisyon yo. Se poutèt sa, konbine li ak yon sistèm ignisyon wo-enèji ak yon konsepsyon ki ba rapò motè ap gen plis avantaj. Gen kèk entèraksyon ki fèb yo pa montre nan figi a, tankou enfliyans nan rapò a konpresyon (anba menm silenn rapò a te fè) sou paramèt tankou transfè chalè.
