نوآوری های موتور بنزین باعث افزایش کارایی و کاهش انتشارات می شود

تصور کنید یک وسیله نقلیه که عملکرد قوی را ارائه می دهد در حالی که مصرف سوخت و محیط زیست دوستانه تر استاین چشم انداز یک رویای دور نیست بلکه نتیجه اجتناب ناپذیر نوآوری مداوم در فناوری موتور بنزین استامروز، ما وضعیت فعلی، چالش ها و چشم انداز آینده این فناوری حیاتی خودرو را بررسی می کنیم.

موتورهای بنزین به دلیل سرعت چرخش بالا، ساختار ساده، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای (از طریق بهینه سازی فناوری) ، طراحی سبک وزن،هزینه های تولید مقرون به صرفهدر حالی که برخی از کاربردهای تخصصی مانند پمپ های آتش نشانی با قدرت بالا ممکن است به دلیل محدودیت های قدرت و ملاحظات ایمنی به راه حل های جایگزین نیاز داشته باشند،موتورهای بنزینی همچنان انتخاب ترجیحی برای اکثر وسایل نقلیه مصرفی هستنداین مقاله بر تحقیق در مورد کالیبراسیون موتورهای بنزین، به ویژه بهینه سازی چندین سیستم کلیدی تمرکز دارد.

زمان بندی دریچه متغیر (VVT) به عنوان یکی از فناوری های پایه ای در موتورهای بنزین مدرن است.این سیستم به طور پویا زمان باز و بسته شدن شیر را تنظیم می کند، از جمله باز کردن شیر ورودی (IVO)، بسته شدن دریچه ورودی (IVC) ، باز کردن دریچه خروجی (EVO) و بسته شدن دریچه خروجی (EVC) based based on different operating conditions.این پارامترهای زمان بندی تأثیر مهمی بر حالت مخلوط هوا-بنزین (AFR) در داخل سیلندر ها دارند..

• عملکرد بهبود یافته در تمام سرعت های موتور:برخلاف طرح های زمان بندی ثابت دریچه که برای محدوده های خاص RPM بهینه می شوند، VVT پارامترهای زمان بندی را در سراسر طیف سرعت تنظیم می کند تا قدرت تولید و اقتصاد سوخت را افزایش دهد.
• کاهش انتشار:کنترل دقیق زمان بندی شیر باعث کاهش زیان پمپ و بهبود کارایی احتراق می شود و در نتیجه انتشار مضر را کاهش می دهد.
• افزایش مصرف سوخت:زمان بندی بهینه شده شیر اجازه می دهد تا موتور با حداکثر کارایی کار کند و مصرف سوخت را به حداقل برساند.

AFR نشان دهنده نسبت جرم هوا به سوخت وارد شدن به سیلندر است. نسبت استیکیومتریک ( ایده آل) 14 است.7:1با این حال، عملیات دنیای واقعی نیاز به تنظیمات AFR بر اساس شرایط مختلف دارد:

• مخلوط غنی (AFR < 14)7(۱):سوخت اضافی باعث افزایش قدرت می شود اما مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه ای را افزایش می دهد.
• مخلوط بدون چربی (AFR > 14)7(۱):هوای بیش از حد باعث بهبود مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود اما ممکن است باعث از دست دادن قدرت و اشتباهات شود.

کالیبراسیون مشترک VVT و AFR یک چالش مهندسی پیچیده است که نیاز به بررسی متعادل عملکرد، اقتصاد سوخت و انتشار دارد.تنظیمات دقیق VVT فرآیندهای خروجی و خروجی را بهینه می کند تا به AFR ایده آل برسد، در نهایت عملکرد موتور را بهبود می بخشد.

زمان روشن شدن (زمان روشن شدن جرقه یا جلو رفتن جرقه) به لحظه ای اشاره دارد که جرقه جرقه مخلوط هوا و سوخت را قبل از رسیدن پیستون به مرکز مرده بالا (TDC) شلیک می کند.به طور معمول در درجه کراکشافت اندازه گیری می شودکالیبراسیون مناسب از احتراق غیر طبیعی جلوگیری می کند در حالی که کارایی حرارتی را برای کاهش مصرف سوخت بهبود می بخشد.

• احتراق کامل را تضمین می کند:مخلوط ها به زمان کافی برای سوختن کامل نیاز دارند. روشن شدن دیر باعث احتراق ناقص می شود، کاهش قدرت و افزایش انتشار گازهای گلخانه ای.
• از ضربه جلوگیری می کنه:زمانبندی بیش از حد پیشرفته باعث افزایش فشار و دمای شدید می شود که باعث ضربه های مخرب می شود.
• بهره وری حرارتی را بهینه می کند:زمان بندی مناسب به حداکثر رساندن بهره وری احتراق برای بهبود اقتصاد سوخت کمک می کند.

زمان روشن شدن نیاز به تنظیم بر اساس عوامل متعددی از جمله RPM، بار، دمای هوای ورودی و دمای مایع خنک کننده دارد:

• RPM پایین در بار:زمانبندی پیشرفته باعث احتراق کامل می شود.
• سرعت بالا در ساعت در بار:تاخير زمان بندي مانع از طرق زدن ميشه

سیستم های EGR بخشی از گاز های خروجی را به بطری ها بازمی گرداند، غلظت اکسیژن و دمای احتراق را کاهش می دهد تا تشکیل NOx را سرکوب کند (که به دمای بالا و اکسیژن نیاز دارد).کاهش دمای اوج نیز از دست دادن حرارتی را کاهش می دهد، بهبود بهره وری تبدیل سوخت.

سیستم های معمولی شامل یک شیر EGR (کنترل جریان گاز) ، خنک کننده EGR (کاهش دمای گاز) و ماژول کنترل (تنظیم موقعیت شیر بر اساس شرایط عملیاتی) است.

• مزایا:کاهش قابل توجهی در اکسیژن NOx، بهبود اقتصاد سوخت و خنثی کردن ضربه.
• معایب:کاهش قدرت تولید (از دست آوردن اکسیژن کمتر) و افزایش بالقوه ذرات.

• شرایط بار کم:نرخ های بالاتر EGR به طور موثر NOx را کنترل می کند.
• شرایط بار سنگین:نرخ EGR کاهش یافته باعث حفظ قدرت می شود.

در سطوح قدرت قابل مقایسه، موتورهای بنزین در محدوده های RPM گسترده تر با محدوده های تورک باریک تر کار می کنند، در حالی که موتورهای دیزل در سرعت های پایین تر تورک بیشتری را ارائه می دهند.این ویژگی ها کاربرد خودرو را تعیین می کنند.:

• بنزین:ایده آل برای اتومبیل های مسافرتی که اولویت طیف گسترده ای از RPM را بر روی گشتاور شدید دارند.
• دیزل:برای کامیون ها و وسایل نقلیه سنگین که نیاز به عملکرد گشتاور بالا دارند ترجیح داده می شود.

موتورهای دیزل همچنین نیاز به سیستم های بعد از پردازش گران تر برای برآورده کردن استانداردهای انتشار دارند، که باعث می شود موتورهای هیبریدی دیزل با وجود مزایای بهره وری سوخت، برای مصرف کنندگان کمتر مقرون به صرفه باشند.

موتورهای بنزینی همچنان برای حمل و نقل خودرو ضروری هستند. پیشرفت های مداوم در VVT، زمان گیرنده و فناوری EGR به بهبود عملکرد، کارایی،و تاثیرات زیست محیطیبا استفاده از سیستم های هیبریدی و سوخت های جایگزین، موتورهای بنزینی پتانسیل قابل توجهی برای توسعه آینده دارند که راه حل های حمل و نقل تمیزتر و کارآمدتر را وعده می دهند.