ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΜΕΣΟΥ ΨΕΚΑΣΜΟΥ
Στο τμήμα της τροφοδοσίας καυσίμου, το καρμπυρατέρ αντικαταστάθηκε από τον ψεκασμό, αρχικά με ένα μπέκ να ψεκάζει πριν την πεταλούδα γκαζιού (μονός ψεκασμός-single point) και στη συνέχεια με πολλά μπεκ, ένα για κάθε κύλινδρο, που ψεκάζει πριν την αντίστοιχη βαλβίδα εισαγωγής (πολλαπλός ψεκασμός- multi point injection – MPI). Ο πολλαπλός ψεκασμός είναι σήμερα πια το
κλασσικό σύστημα που εφαρμόζεται στην πλειονότητα των βενζινοκινητήρων και προσφέρει πολύ καλή απόδοση και έλεγχο των εκπεμπόμενων ρύπων. Παρ΄όλα αυτά, οι συνεχώς αυστηρότερες διατάξεις για τα όρια εκπομπής ρύπων και ο ανταγωνισμός των αυτοκινητοβιομηχανιών οδηγεί την έρευνα στην ανάπτυξη όλο και πιο βελτιωμένων τύπων κινητήρων. Μια καινοτομία που υπόσχεται πολλά, είναι οι βενζινοκινητήρες άμεσου ψεκασμού (Gasoline Direct Injection – GDI ή High Pressure injection - HPi).
Ο δρόμος για την κατασκευή ακόμη πιο οικονομικών σε καύσιμο κινητήρων (άρα και με λιγότερη παραγωγή CO2), περνάει από τους κινητήρες πολύ φτωχού μίγματος. Το πρόβλημα είναι, ότι ένα πολύ φτωχό μίγμα με λόγο αέρα προς βενζίνη 30:1 (σε αντίθεση με το στοιχειομετρικό 14:1 που χρησιμοποιούν οι συμβατικοί ΜΡΙ), δεν είναι αναφλέξιμο σε όλη την περιοχή των στροφών του κινητήρα .Μία λύση είναι να πετύχουμε διαστρωμάτωση του μίγματος μέσα στον κύλινδρο, έτσι ώστε να έχουμε αναφλέξιμο μίγμα κοντά στο μπουζί, ενώ στον υπόλοιπο χώρο αέρα. Αυτό δεν μπορεί να γίνει με τους συμβατικούς ΜΡΙ, δεδομένου ότι το μίγμα προετοιμάζεται έξω από τον χώρο καύσης και είναι αναγκαστικά ομοιογενές. Μπορεί όμως να επιτευχθεί με ψεκασμό της βενζίνης κατευθείαν μέσα στο χώρο καύσης, με κατάλληλη διαμόρφωση του εμβόλου και έλεγχο της ροής του αέρα.
Στους κινητήρες αυτούς λοιπόν, ο ψεκασμός γίνεται κατευθείαν μέσα στον κύλινδρο, αμέσως μετά την συμπίεση του (σκέτου) αέρα. Αυτό δίνει και την δυνατότητα αυξημένης συμπίεσης, επειδή η εξάτμιση της βενζίνης δημιουργεί μια ψύξη στον χώρο καύσης και έτσι μειώνεται ο κίνδυνος κρουστικής καύσης (πειράκια).
Το αποτέλεσμα είναι, σύμφωνα με τους κατασκευαστές, ένας κινητήρας που έχει μόνο πλεονεκτήματα σε σχέση με ένα κλασσικό ΜΡΙ του ίδιου κυβισμού:
· Μειωμένη κατανάλωση κατά 35% (για κύκλο πόλης)
· Αύξηση της αποδιδόμενης ισχύος και ροπής έως και 10%
· Αύξηση της επιτάχυνσης του οχήματος κατά 10%
· Ακόμη μεγαλύτερη μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων (μείωση των οξειδίων του αζώτου κατά 97% με χρήση νέου τύπου καταλύτη)
Στο τμήμα της τροφοδοσίας καυσίμου, το καρμπυρατέρ αντικαταστάθηκε από τον ψεκασμό, αρχικά με ένα μπέκ να ψεκάζει πριν την πεταλούδα γκαζιού (μονός ψεκασμός-single point) και στη συνέχεια με πολλά μπεκ, ένα για κάθε κύλινδρο, που ψεκάζει πριν την αντίστοιχη βαλβίδα εισαγωγής (πολλαπλός ψεκασμός- multi point injection – MPI). Ο πολλαπλός ψεκασμός είναι σήμερα πια το
κλασσικό σύστημα που εφαρμόζεται στην πλειονότητα των βενζινοκινητήρων και προσφέρει πολύ καλή απόδοση και έλεγχο των εκπεμπόμενων ρύπων. Παρ΄όλα αυτά, οι συνεχώς αυστηρότερες διατάξεις για τα όρια εκπομπής ρύπων και ο ανταγωνισμός των αυτοκινητοβιομηχανιών οδηγεί την έρευνα στην ανάπτυξη όλο και πιο βελτιωμένων τύπων κινητήρων. Μια καινοτομία που υπόσχεται πολλά, είναι οι βενζινοκινητήρες άμεσου ψεκασμού (Gasoline Direct Injection – GDI ή High Pressure injection - HPi).
Ο δρόμος για την κατασκευή ακόμη πιο οικονομικών σε καύσιμο κινητήρων (άρα και με λιγότερη παραγωγή CO2), περνάει από τους κινητήρες πολύ φτωχού μίγματος. Το πρόβλημα είναι, ότι ένα πολύ φτωχό μίγμα με λόγο αέρα προς βενζίνη 30:1 (σε αντίθεση με το στοιχειομετρικό 14:1 που χρησιμοποιούν οι συμβατικοί ΜΡΙ), δεν είναι αναφλέξιμο σε όλη την περιοχή των στροφών του κινητήρα .Μία λύση είναι να πετύχουμε διαστρωμάτωση του μίγματος μέσα στον κύλινδρο, έτσι ώστε να έχουμε αναφλέξιμο μίγμα κοντά στο μπουζί, ενώ στον υπόλοιπο χώρο αέρα. Αυτό δεν μπορεί να γίνει με τους συμβατικούς ΜΡΙ, δεδομένου ότι το μίγμα προετοιμάζεται έξω από τον χώρο καύσης και είναι αναγκαστικά ομοιογενές. Μπορεί όμως να επιτευχθεί με ψεκασμό της βενζίνης κατευθείαν μέσα στο χώρο καύσης, με κατάλληλη διαμόρφωση του εμβόλου και έλεγχο της ροής του αέρα.
Στους κινητήρες αυτούς λοιπόν, ο ψεκασμός γίνεται κατευθείαν μέσα στον κύλινδρο, αμέσως μετά την συμπίεση του (σκέτου) αέρα. Αυτό δίνει και την δυνατότητα αυξημένης συμπίεσης, επειδή η εξάτμιση της βενζίνης δημιουργεί μια ψύξη στον χώρο καύσης και έτσι μειώνεται ο κίνδυνος κρουστικής καύσης (πειράκια).
Το αποτέλεσμα είναι, σύμφωνα με τους κατασκευαστές, ένας κινητήρας που έχει μόνο πλεονεκτήματα σε σχέση με ένα κλασσικό ΜΡΙ του ίδιου κυβισμού:
· Μειωμένη κατανάλωση κατά 35% (για κύκλο πόλης)
· Αύξηση της αποδιδόμενης ισχύος και ροπής έως και 10%
· Αύξηση της επιτάχυνσης του οχήματος κατά 10%
· Ακόμη μεγαλύτερη μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων (μείωση των οξειδίων του αζώτου κατά 97% με χρήση νέου τύπου καταλύτη)
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου