Будущее дизеля: тихая сила

Будущее дизеля: тихая сила
    8-цилиндровый двигатель BMW
    Совокупность Common Rail, созданная компанией Bosch, снабжена топливным резервуаром большого давления, из которого горючее поступает на отдельные инжекторы

От 6-цилиндрового двигателя на Mercedes Е-класса либо 8-цилиндрового V-образного двигателя на BMW 7 серии принято ожидать ровной и негромкой работы. А вот от дизеля для того чтобы никто не ожидает. И все же это дизельные двигатели! Куда же делись привычные прежде тряска и шум?

Сейчас с водительского места не слышно рокота, и осознать, что двигатель включен, возможно лишь посмотрев на тахометр!

В отыскивании большой эффективности применения горючего мир обращает взгляды на газо-электрические гибриды и водородные топливные элементы. Но научные изучения говорят о том, что дизельный двигатель способен выйти на такие же а также лучшие показатели, чем топливные элементы, и практически догнать бензиновый гибрид типа Toyota Prius.

Детальные сравнительные изучения неспециализированного потребления энергии проводились Дженерал моторс, Массачусетским Технологическим Университетом (MIT) и Университетом провинции Альберта (Канада). Ученые из MIT спроецировали развитие двигателей до 2020 года и заключили , что дизель по возможностям намного превосходит водородные топливные элементы а также гибридные газо-электрические машины!

В Европе дизельные автомобили очень популярны. Нельзя исключать, что скоро подобная обстановка сложится и в Соединенных Штатах, где обожают громадные автомобили, автоматические бензиновые движки и коробки передач. На сегодня единственная компания, которая ввозит в Соединенных Штатах автомобили с дизельными двигателями, — Volkswagen. на данный момент тут продаются лишь модели VW Jetta/Golf/Beetle с 1,9-литровым 4-цилиндровым дизельным двигателем с турбонаддувом и прямым впрыском горючего (TDI).

VW собирается поставить на Passat более продвинутый 2-литровый дизель, и разглядывает возможность установки на джип Touareg 5-литрового 10-цилиндрового V-образного дизельного мотора мощностью 308 л.с. с крутящим моментом 745,8 Нм.

Но не так долго осталось ждать демонстрацию возможностей дизеля начнет и Daimler Chrysler. Дизельные автомобили компании будут продаваться в будущем году в экспериментальных количествах. Это указывает, что в продажу попадет по паре тысяч Jeep Liberty 2.8 Four и Mercedes Е-класса с 3,2-литровым двигателем с однорядным размещением 6 цилиндров.

Думают над этим и другие компании. Быть может, будет принято решение об установке дизельного двигателя на Ford Focus. 4-литровый V-образный 8-цилиндровый дизель BMW попадет в Америку не скоро.

Как он трудится

У дизеля нет свечей зажигания. Но у него довольно высокий коэффициент сжатия — приблизительно вдвое выше, чем у бензинового ДВС. Исходя из этого в такте сжатия создаются давление и высокая температура. В камеру сгорания впрыскивается уже готовая к взрыву смесь, которая воспламеняется из-за температуры, позванной сжатием. В отличие от бензиновых двигателей с дроссельной заслонкой для регулировки подачи воздуха, дизель таковой заслонки не имеет.

Он всегда всасывает целый дешёвый воздушное пространство, не расходуя энергию на забор воздуха через полузакрытую заслонку. Показатели (в границах степени сжатия) зависят от количества впрыскиваемого горючего, исходя из этого дизель может выдавать большой крутящий момент при относительно низких оборотах. Надавив на педаль газа, мы даем команду инжекторам впрыскивать больше топлива.

На турбодизелях мы еще и заставляем совокупность турбонаддува нагнетать дополнительный воздушное пространство. Двигатель выходит на ужасные показатели крутящего момента, в то время, когда на тахометре нет еще и двух тысяч оборотов. Бензиновый двигатель воспламеняет смесь воздуха с бензином в пропорции 15:1.

Дизельный может трудиться на смеси, обедненной до соотношения 100:1.

Не все гладко

Не обращая внимания на современный уровень развития дизельных разработок, данный тип двигателя все еще считается не хватает экологичным. К примеру, твёрдые требования штата Калифорния к содержанию вредных веществ в автомобильном выбросе не разрешают осуществлять торговлю дизельными автомобилями на территории штата. В 2004 г. существенно ужесточится и федеральное американское законодательство.

Предельное содержание жёстких частиц (сажа) и оксидов азота (NOх) с 2004 по 2010 годы будет без шуток ограничено, и требования вступают в полную силу с 2007 г. Подобные меры предпринимаются в Европе, так что конструкторам имеется над чем задуматься.

Значительную проблему воображает образование громадных количеств NOх из-за больших температур при сгорании смеси в дизельном двигателе. Для действенного сокращения числа жёстких частиц и NOх требуется дополнительная обработка выброса. Но разработка большинства разработок для таковой очистки находится в начальной стадии.

Второй проблемой, стоящей перед дизельными машинами, есть уровень качества горючего. Нефтехимические компании сосредоточены на производстве высокооктанового бензина, а ДТ производится из того сырца, что остается. Вице-президент Chrysler Бернард Робертсон говорит, что в Соединенных Штатах самое нехорошее дизтопливо в мире.

Разумеется, он не отлично знаком с соляркой, продающейся на русских заправках Дизельному двигателю необходимо горючее с высоким цетановым, а не октановым, числом, дабы он прекрасно заводился и в нем поддерживалось устойчивое сгорание. Европейское цетановое число образовывает больше 50, а в Америке оно чуть превышает 40. Это воздействует на все нюансы регулировки дизеля и удлиняет время пуска — и увеличивает вредные выбросы.

Содержащаяся в горючем сера участвует в смазке подвижных частей мотора, но есть источником неприятного запаха в выбросе. А при нынешнем содержании в горючем она полностью несовместима с требующейся разработкой дополнительной очистки выброса. Новые стандарты требуют без шуток сократить содержание серы — со среднего показателя 300 частиц на миллион до 15 частиц к 2006−2007 гг.

Новая борозда ветхого коня

Уровень качества работы двигателя зависит от совокупности впрыска горючего. VW сейчас применяет механическую совокупность с двумя импульсами на рабочий такт. В совокупностях будущего будет употребляться электронный контроль импульсов инжекторов большого давления.

Топливный инжектор соленоидного типа способен обеспечить до 5 импульсов на один такт. Пьезоэлектрический инжектор снабжает 10.

на данный момент очень популярной стала созданная компанией Bosch разработка common самая — питательная совокупность с неспециализированной аккумулятором давления и топливной рампой. Насос большого давления подает горючее в накопитель трубообразной формы. Это указывает, что при любом числе оборотов любой инжектор будет получать большое давление.

Сейчас у Bosch это примерно 1820 кг/кв.см, а не так долго осталось ждать будет 2100 кг/кв.см. Чем выше давление, тем меньше возможно делать диаметр форсунки инжектора, уменьшая тем самым количество импульса и достигая большей распыленности горючего.

В сочетании с более нередкими, стратегически верно вычисленными импульсами на протяжении каждого впрыска в такте сжатия это даст более полное сгорание. Не обращая внимания на пять лет успешной работы common rail, VW предпочитает другую систему впрыска горючего от Bosch — насос-инжектор на любой цилиндр. Настройка сопоставима с аккумулятором давления и формирует пара более большое пиковое давление.

Но неспециализированная для всех цилиндров топливная рампа имеет больший потенциал устойчивой работы.

Проблемой для дизельного двигателя всегда был холодный пуск, при котором помогали особые свечи для подогрева воздушно-топливной смеси. Новые свечи накаливания от Bosch достигают температуры около 1200o С менее чем за 2 секунды, исходя из этого предварительный минутный прогрев дизелей в холодную погоду уже в прошлом.

Решение нашлось?

У нынешних дизельных моторов не только окиси углерода и низкий выброс углеводорода, но и громадное содержание воздуха в выбросе, что может улучшить работу каталитического конвертера окислительного типа. отличных показателей показывают методы обработки выброса, где задействованы уловители, каковые направляться иногда заменять.

В то время, когда пропускная свойство уловителя понижается (приблизительно по окончании 150 км пути), производится впрыск в него маленького количества горючего, поднимающий температуру в уловителе. Накопившаяся сажа сгорает приблизительно за четверть часа, говорит Гэри Смит из подразделения трансмиссии Дженерал моторс.

PSA Peugeot Citroen для экономии горючего впрыскивает раствор церия, снижая температуру сгорания. Но это дополнительная головная боль для автолюбителя — раствор иногда заканчивается и его запас направляться обновлять. GM проводит опыты с каталитическим покрытием, говорит Смит, которое будет трудиться целый срок работы автомобили.

Но образование NOх остается значительной проблемой, поскольку 3-уровневые каталитические нейтрализаторы бензиновых двигателей на дизельных не трудятся. Хорошо оказывает помощь рециркуляция выхлопных газов, в то время, когда в совокупность включен охладитель для понижения температуры выброса. Это снижает пиковые температуры, при которых образуются оксиды азота.

Быть может, в ответе неприятности может оказать помощь калибровка топливной турбонагнетателя и системы, и изменение формы камеры сгорания и входного отверстия для обеспечения более равномерного сгорания.

на данный момент идет разработка двух совокупностей дополнительной обработки выброса, где неприятность NOх решается. Обе совокупности употребляются в промышленных целях. Но установка их на автомобиль проблематична.

Одна совокупность именуется SCR (Selective catalytic reduction), избирательное каталитическое сокращение вредных веществ. Она основана на впрыске раствора, содержащего мочевину (готовое соединение на базе аммиака). В сочетании с особенным катализатором в выхлопной совокупности SCR разлагает NOх на воду и азот, не вызывая дополнительного расхода горючего.

Вторая возможность — это абсорбент NOх, кроме этого носящий наименование «обеднитель NOх». Газы оседают на поверхности абсорбента в виде нитратов. В то время, когда уловитель «наполняется», происходит впрыск горючего.

Это ведет к каталитической реакции: нитраты разлагаются на воду и азот.

Но кроме того без этих устройств современный дизель не похож на собственного предшественника двадцатилетней давности. Чадящие и вибрирующие «дизеля» остались в прошлом.

И тут дизель!

Автомобиль Опель ECO-Speedster на базе Lotus Elise — новое рекламное детище Дженерал моторс на дизельной ниве. Благодаря кузову из композитных материалов ECO-Speedster весит 660 кг. Его коэффициент лобового сопротивления неординарно низок — 0,20. Но в отличие от большинства экспериментальных машин-рекордсменов вторых производителей, это — дизельный аппарат! Машину приводит в перемещение самый мелкий серийный дизель в мире.

При количестве 1252 куб. см, наличии турбонагнетателя с изменяемой геометрией и совокупности впрыска common rail, 4-цилиндровый мотор выдает 110 л.с. Двигатель соединен с 5-скоростной коробкой переключения передач Easytronic c электронным управлением. Езда по простым дорогам в окрестностях испытательного полигона Опель в Дуденхофене продемонстрировала, что благодаря малому лобовому сопротивлению на ходу фактически не появляется шума встречного ветра.

На испытательной автостраде ECO-Speedster продемонстрировал ошеломляющие результаты: на разгон до 100 км ему требуется 8,8 секунд. Большая скорость 256,739 км/час. Кроме того больше готовности мгновенно принимать с места впечатляет его готовность экономить горючее. Отечественные расчеты говорят о том, что он расходует 2,56 литра на 100 км!

Неудивительно, что на счету этого мелкого дизельного чуда уже 17 мировых рекордов.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№17, март 2004).

Тихая сила России. Почему запаниковал Запад


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: