Таблица степень сжатия и бензин


Степень сжатия и октановое число бензина. Таблица

Автомобильное топливо — легкокипящая углеводородная фракция (33–205°C) прямой нефтеперегонки. Ключевые параметры бензина — степень сжатия и октановое число. Современные автомобильные бензины маркируются обозначениями «АИ» и цифровыми индексами 80–98. В зависимости от конкретного типа двигателя используется бензин определённой марки. Разберём основные характеристики автомобильного жидкого топлива подробнее.

Степень сжатия — устойчивость к самовоспламенению

Физическое отношение суммарного объёма цилиндра в момент нахождения поршня в мёртвой точке к рабочему объёму камеры внутреннего сгорания характеризуется степенью сжатия (СЖ). Показатель описывается безразмерной величиной. Для бензиновых приводов она составляет 8–12, для дизельных — 14–18. Увеличение параметра повышает мощность, КПД мотора, а также снижает расход топлива. Однако высокие значения СЖ повышают риск самовоспламенения горючей смеси при высоком давлении. По этой причине бензин с большим показателем СЖ также должен обладать высокой детонационной стойкостью — октановым числом (ОЧ).

Октановое число — детонационная стойкость

Преждевременное сгорание бензина сопровождается характерным стуком, вызванным детонационными волнами внутри цилиндра. Подобный эффект обусловлен низким сопротивлением жидкого горючего к самовоспламенению в момент компрессии. Детонационная стойкость характеризуется октановым числом, а в качестве эталона выбрана смесь из н-гептана и изооктана. Товарные марки бензина имеют показатель ОЧ в районе 70–98, что соответствует процентному содержанию изооктана в смеси. Для повышения этого параметра в смесь вводят специальные октан-корректирующие присадки — сложные эфиры, спирты и реже этилаты тяжёлых металлов. Существует взаимосвязь между степенью сжатия и маркой бензина:

  • В случае СЖ меньше 10 используют АИ-92.
  • При СЖ 10–12 необходим АИ-95.
  • Если СЖ равен 12–14 — АИ-98.
  • При СЖ равном 14 понадобится АИ-98.

Для стандартного карбюраторного двигателя СЖ равен приблизительно 11,1. В таком случае оптимальный показатель ОЧ равен 95. Однако в некоторых гоночных типах авто используются метанол. СЖ в подобном примере достигает 15, а ОЧ варьируется от 109 до 140.

Использование низкооктанового бензина

В автомобильной инструкции указан тип двигателя и рекомендуемое горючее. Использование горючей смеси с низким ОЧ приводит к преждевременному выгоранию горючего и иногда разрушению конструкционных элементов мотора.

Важно также понимать, какая система подачи топлива применяется. Для механического (карбюраторного) типа соблюдение требований по ОЧ и СЖ обязательно. В случае автоматической, или инжекторной системы топливно-воздушная смесь корректируется электроникой. Бензиновая смесь насыщается либо обедняется до необходимых значений ОЧ, а двигатель работает нормально.

Высокое октановое число топлива

АИ-92, а также АИ-95 — наиболее применяемые марки. Если в бак залить, к примеру, 95-ый вместо рекомендуемого 92-го, серьёзных поломок не будет. Возрастёт лишь мощность в пределах 2–3%. Если же заправить авто 92-ым вместо 95-го или 98-го, то увеличится расход топлива, а мощность снизится. Современные автомобили с электронным впрыском контролируют подачу горючей смеси и кислорода и тем самым защищают двигатель от нежелательных эффектов.

Таблица зависимости степени сжатия и октанового числа

Детонационная стойкость автомобильного горючего имеет прямую взаимосвязь со степенью сжатия, которая представлена в таблице ниже.

ОЧСЖ
726,8–7,0
767,2–7,5
808,0–9,0
919,0
929,1–9,2
939,3
9510,5–12
9812–14
100 Более 14

Заключение

Автомобильные бензины характеризуются двумя основными характеристиками — детонационной стойкостью и степенью сжатия. Чем выше СЖ, тем больше требуется ОЧ. Использование горючего с меньшим либо большим значением детонационной стойкости в современных авто не навредит двигателю, но повлияет на мощность и расход топлива.

Степень сжатия и октановое число бензина ✔ Таблица бензина

Октановое число — что это такое

Октановое число — это способность топлива противостоять детонации называется октановым числом. Чем оно выше, тем выше эта самая стойкость. Поэтому бензины с низким числом применяются в двигателях с низкой степенью сжатия, а с высоким октановым числом в двигателях с высокой степенью сжатия.

Часто возникает вопрос: бензин с каким октановым числом (ОЧ) можно заливать в двигатель, учитывая наше качество бензина.

Все просто. Открываем лючок заправочной горловины Вашего автомобиля или инструкцию по эксплуатации авто и читаем какой там указан бензин, такой и можно заливать. В инструкции к авто посмотрите степень сжатия.

Степень сжатия и октановое число бензина атмосферного двигателя

1. Если степень сжатия 12 и выше — заливать не ниже АИ-98.
2. Если степень сжатия 10 и до 12 — заливать не ниже АИ-95.
Объем камеры сгорания с такой степенью сжатия сделан именно под это число.
92 как бы можно заливать, но не нужно, расход будет больше.
3. Если степень сжатия ниже 10 — заливать октановое число АИ-92 (кроме турбо).
Экзотические АИ-102 и АИ-109 — от 14 и от 16 соответственно.
Для турбодвигателей минимум АИ-95 и выше!

Не путайте степень сжатия с компрессией в цилиндрах двигателя.

Степень сжатия — это геометрическая безразмерная величина, вычисляется как отношение полного объёма цилиндра к объёму камеры сгорания.

Компрессия — это физическая величина, давление в цилиндре в конце такта сжатия. Измеряется в атмосферах или кг/см2 при прокрутке стартером на хорошо заряженном аккумуляторе и выкрученными свечами для замера.

Оптимальная компрессия мотора очень приблизительно высчитывается умножением степени сжатия на 1.4 атмосферы.

Рекомендации по октановому числу бензина

  • Если использовать топливо с меньшим ОЧ, то неизбежно возpастут ударные нагpyзки в виде детонационных стуков и звонов и как следствие — износ двигателя. К тому же расход выше и смысл экономии теряется.
  • 2. Если использовать бензин с большим ОЧ, чем это предусмотрено конструкцией двигателя, то и гореть бензин будет дольше, отдавая большее количество тепла.
  • Топливо с большим октановым числом обычно горит с меньшей температурой и медленнее. Из-за скорости горения ниже рассчетной может получиться так, что на фазе выпуска через клапан вместо отработанных газов будет выпущена еще горящая смесь. Следовательно, детали двигателя будут перегреваться, особенно клапаны, кроме того растет расход масла. Интересно, что на слух двигатель часто начинает работать тише и ровнее (за счет теплового расширения выбираются зазоры), но при этом двигатель работает на износ.
  • Например, 100-й бензин горит слишком медленно для вашей степени сжатия. Поэтому не догорает полностью и коптит. Нет смысла заливать 100-й, если машина едет хорошо на 95-м.

Топливо с бОльшим октановым числом имеет бОльшую стойкость к детонации.

Если в двигателе нет системы регулирования угола зажигания, то залив высокооктановое топливо можно опять испортить свечи и потерять часть мощности, так как будет позднее зажигание.

Бензин — что такое

Бензин — это самая лёгкая из жидких фракций нефти (смесь лёгких углеводородов). Используется как топливо в карбюраторных и инжекторных двигателях современных автомобилей, мотоциклов и иной техники.

Маркировка бензина

В соответствии с ГОСТ 54283-2010 в России существует единая маркировка для всех бензинов. Например, АИ-80. Расшифровывается она так. А — бензин автомобильный, И – октановое число определено исследовательским методом. 80 – само октановое число. Также, в конце, к названию может быть добавлена ещё одна цифра – экологический класс топлива, от 2 до 5, (например, АИ-92/4). Если буквы И в маркировке бензина нет, то его октановое число определено моторным методом (А-92).

Требования к качеству выпускаемых в настоящее время бензинов определяются Техническим регламентом, принятым в 2011 году. Полное название «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».

Типы бензина

Неэтилированный бензин

Бензин не имеющий присадок содержащих свинец. Весь бензин выпускающийся в настоящее время согласно Техническому регламенту.

Бензин АИ-80

Полное название «Бензин АИ-80, Нормаль». Октановое число 80, получено исследовательским методом. Согласно моторного метода, оно равно 76. Качество соответствует ГОСТ 51105-97. Класс топлива – второй. Не этилированный.

Бензин АИ-92

Полное название «Бензин АИ-92/4, Регуляр». Октановое число 92, по исследовательскому методу, 83 – по моторному методу. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин АИ-95

Полное название «Бензин АИ-95/4, Премиум-евро». Октановое число – 95 по исследовательскому методу, 85 – по моторному. ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин АИ-98

Полное название «Бензин АИ-98/4, супер-евро. Октановое число 98 по исследовательскому методу, 88 – по моторному. Производится по ТУ-38.401-58-122-95, ТУ-38.401-58-127-95, ТУ-38.401-58-350-2005. Не этилированный.

Бензин А-92

Октановое число определено по моторному методу = 72. Соответствует ГОСТ 2084-77. В настоящее время не выпускается. Не этилированный.

Бензин АИ-76

Соответствует АИ-80. Октановое число по моторному методу = 76. Выпускался по ГОСТ 2084-77. Мог быть как этилированный так и не этилированный.

Бензин АИ-91

Соответствует АИ-92. Октановое число 82,5 по исследовательскому методу. Вырабатывался по ГОСТ 51105-97. Не этилированный.

Бензин А-92

Выпускается по ТУ 38.001165-97. Согласно ТУ 38.001165-87 в советское время шел на экспорт. Аналог АИ-92. Не этилированный.

Бензин АИ-93

Соответствует АИ-95. Октановое число по моторному методу 82,5. По исследовательскому 93. Во времена СССР, бензин с маркировкой А-93 шел на экспорт, а для внутреннего рынка он назывался АИ-93. Мог быть этилированным и не этилированным.

9 главных вопросов о топливе — журнал За рулем

Материалы по теме

Добрый день!

На различных АЗС реализуется, например, 95-й бензин «обычный» и 95-й «улучшенный» (так его позиционирует производитель). Например, на АЗС «Газпром нефть» — 95 и 95 G-Drive. Есть ли разница между ними, включая всяческие улучшения в работе авто, о которых заявляет производитель? Имеет ли смысл переплачивать за 95 G-Drive, может ли автолюбитель объективно почувствовать эту разницу (не разницу в цене) и окупится ли эта переплата заявленными улучшениями? (Евгений)

Ответ: Ни один автопроизводитель не требует, чтобы в его машины заливали улучшенный бензин. Топливо необходимо заливать то, которое рекомендовано производителем и указано в инструкции по эксплуатации, а зачастую и на обратной стороне крышки лючка бензобака. Различные улучшения обычно относятся к некоторому повышению моющих свойств топлива. Не может быть в улучшении «зашито» более высокое октановое число, потому что тогда получится, что мы вплотную подойдем к бензину со «следующим» октановым числом. Например, к АИ-98.

Рекомендация может быть только одна — всегда заливайте предписанное топливо, причем только на брендовых заправках. Тогда и моющие присадки не потребуются.

Другое дело, если вы купили подержанный автомобиль. Вот его следует некоторое время «попотчевать» бензином с улучшенными моющими свойствами или воспользоваться флаконом с очистителем топливной системы. Но с помощью топлива с улучшенными моющими качествами очистка пойдет более плавно и мягко. Ударная доза препарата «из бутылочки» может взбаламутить старые отложения, которые забьют систему питания.

Материалы по теме

Добрый день! Расскажите, пожалуйста, поподробнее про АИ-93 (в чем его отличия от АИ-92  или АИ-95 и есть ли они в принципе? Спасибо.

Ответ: В ГОСТах указано два метода измерения октанового числа бензинов 1 исследовательский и моторный. По ним обозначения октанового числа соответственно АИ либо А. Сейчас на бензоколонках вы не встретите обозначений бензинов по моторному методу. Теперь обозначение всех бензинов, продаваемых в стране выглядит так: АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98. Бензин АИ-93 — это обозначение по старому ГОСТу. Сейчас действует ГОСТ Р 54283–2010 «Топлива моторные. Единое обозначение автомобильных бензинов и дизельных топлив, находящихся в обращении на территории Российской Федерации».

Если в инструкции к старому автомобилю указано использовать АИ-93, то можно смело заправлять АИ-92. Если услышите детонацию, а владельцы старой техники обязаны уметь ее слышать, ставьте угол опережения зажигания немного позже или переходите на АИ-95.

Материалы по теме

Здравствуйте, вопрос на извечную тему: все-таки можно лить в Гранту (двигатель 87 л.с., степень сжатия 10,5) 92-й бензин вместо 95-го. Цена на 95-й в облака летит, вот и думаешь тут об экономии. (Alex)

Ответ: Инструкция по эксплуатации Lada Granta однозначно рекомендует использовать бензин с октановым числом 95 по исследовательскому методу. Иными словами, только «Премиум Евро-95». При такой степени сжатия автомобиль и должен эксплуатироваться на 95-м бензине. На высокооктановом топливе автомобиль будет ехать немного бодрее, с меньшим расходом топлива и меньшим износом поршневой группы. АИ-92 можно использовать только в крайних случаях.

Материалы по теме

Реально ли сэкономить, выбрав дизельную машину вместо бензиновой? (Виктор)

Ответ: Расход топлива при эксплуатации дизельного автомобиля будет несколько меньше. На сколько? Это во многом зависит от размера машины. У автомобилей гольф-класса и на бензине-то расход невелик, ну а дизель позволит сэкономить всего литр — полтора топлива на сто километров пробега. А крупные внедорожники и пикапы с дизельными моторами уже позволят сберечь до пяти литров на сотню.

Но проблемы с качеством солярки в межсезонье в нашей стране могут перечеркнуть все преимущества от экономии. Отсутствие зимнего топлива на заправке может привести к тому, что, заправившись летним, вы попросту не заведете автомобиль. В ремонте современные дизельные двигатели гораздо дороже бензиновых. Когда вы ездите на новом автомобиле, вы экономите, но, как говорят, дизель не одаривает, а дает взаймы. Вывод однозначен — дизель приемлем только для весьма крупных автомобилей, для остальных — лишняя головная боль.

Материалы по теме

Здравствуйте, «За рулем».

Во владении автомобиль Renault Sandero Stepway 2015 г.в., 1.6, 16 кл., пробег 52 тысячи километров.

На крышке горловины бака машины наклейка с надписью, что необходимо заливать АИ-95 и выше. Побывав у дилера во время ТО, спросил, можно ли заливать АИ-92 для этого движка. Ответ был такой: «Можно, но в случае ремонта по гарантии, при установлении причины в виде применения АИ-92, в гарантии будет отказано». Почитав форумы, убедился, что многие владельцы Renault таким образом экономят на топливе и их моторы выхаживают большой ресурс.

1. Какой бензин порекомендуете все-таки заливать — АИ-92 или АИ-95 для большего ресурса и наилучшей эксплуатации мотора?

2. Так как на машине не имеется бортового компьютера, нет возможности замерить, на каком бензине машина проезжает большее расстояние при одинаковом качестве и объеме. Действительна ли теория, что заливать АИ-95 выгоднее, т.е., заправив машину на одну и ту же сумму денег, на АИ-95 проедешь большее расстояние, нежели чем на АИ-92?

Заранее спасибо! Александр

Ответ: На мой взгляд, заливать во французский двигатель К4М девяносто второй бензин — решение неправильное. Целый коллектив конструкторов и испытателей, создавших этот мотор, дали однозначную рекомендацию: 95-й бензин, и точка. Приведу пример из своей практики. Третий год эксплуатирую редакционный автомобиль Lada Largus с таким же двигателем и только один раз заправил 92-й бензин от безысходности. На брендовой заправке. Немного, литров 15. И услышал детонацию. Больше так не делаю и вам не советую. Так что рассуждения об экономии топлива при переходе с 95-го на 92-й просто бессмысленны — угробите двигатель и попадете на капремонт.

Материалы по теме

Здравствуйте, уважаемая редакция! Владею автомобилем Ниссан Террано 2018 г.в., двигатель 2.0 F4R, полный привод. Ранее эти двигатели развивали 141 л.с., и люди спокойно ездили на Дастерах/Террано на 92-м бензине. Сейчас в этом двигателе 143 л.с., говорят, степень сжатия подняли до 11. И теперь мнения форумчан разделились: кто-то ездит на новых движках, заливая 92-й бензин, и не знает проблем, а кто-то упорно доказывает, что нужно лить только 95-й, иначе с двигателем случится что-то страшное. Производитель, конечно, наклеил бумажки о необходимости заправки 95-м или 98-м бензином. Хотелось бы узнать мнение экспертов, на самом ли деле поднятая степень сжатия и слегка увеличенное количество лошадиных сил требует заправки более высокооктановым бензином, и чем грозит использование 92-го? Безусловно, нужно выполнять требования производителя, но ведь и всегда хочется попробовать сэкономить, главное, чтобы эта экономия не разорила впоследствии.

С уважением, Юрий (г. Ульяновск)

Ответ: Мотор со степенью сжатия 11 однозначно требует применения высокооктанового топлива. Создатели автомобиля указали топливо, на котором автомобиль должен ездить. О какой экономии может быть речь? Использование бензина с октановым числом 92 вызовет детонацию, которая со временем обрушит перемычки между поршневыми кольцами. Это приведет к сложному и дорогому ремонту. Мало того, на топливе с низким октановым числом система управления двигателем будет смещать угол опережения зажигания в сторону более позднего. На позднем зажигании двигатель потерять мощность и будет склонен к перегреву. Вы будете вынуждены сильнее нажимать на педаль газа. Это приведет к перерасходу топлива. Так что экономии может и вовсе не быть.

Материалы по теме

Здравствуйте!Подскажите, пожалуйста, можно ли применять 92-й бензин на автомобиле, где рекомендован 76-й? Это касается многой автотехники производства СССР. Каковы негативные последствия такой замены, насколько они критичны при повседневной эксплуатации? (Илья)

Ответ: На мой взгляд, можно. По опыту знаю, что на Волги и Москвичи с дефорсированными двигателями, предназначенными для бензина с октановым числом 76, устанавливали газобаллонное оборудование и благополучно эксплуатировали машины по много лет. А у газа октановое число немного больше ста единиц. Кроме регулировок газового оборудования, обязательно регулировали угол опережения зажигания. Все машины тех времен легко позволяли сделать это. Так что ничего не мешает заправлять машину тех лет 92-м бензином и немного увеличить угол опережения зажигания. Владельцы машин производства СССР должны уметь делать такую процедуру с закрытыми глазами.

Материалы по теме

Добрый день, редакция! Прошу Вас разъяснить момент, связанный с качеством корейских катализаторов. Поговаривают, что плохой бензин его разрушает. Какое топливо использовать, если можно 92-й и 95-й. Какова вероятность сохранить двигатель и катализатор, если заправляешься постоянно на АЗС Шелл? Спасибо! С уважением! Андрей.

Ответ: В инструкции к корейским автомобилям встречается фраза: «Для обеспечения оптимальных рабочих характеристик автомобиля рекомендуется использовать неэтилированный бензин с октановым числом 95. Допускается использовать неэтилированный бензин с октановым числом 91–94, но при этом возможно небольшое ухудшение рабочих характеристик автомобиля». То есть производитель разрешает использовать оба топлива.

Топливо на АЗС Shell отличается высоким и стабильным качеством. Поэтому никакой угрозы бензин с меньшим октановым числом для двигателя и каталитического нейтрализатора не представляет. А вот автомобиль свои характеристики немного потеряет. Вы как владелец корейского автомобиля с допусками на октановое число топлива находитесь в очень хорошем положении. Можете попробовать поездить и на том топливе, и на другом, и выбрать вариант, который понравится. Но очень советую, не экспериментировать с заправками: только солидные бренды!

Материалы по теме

Степень сжатия и октановое число бензина : Labuda.blog

Очень часто начинающие водители задаются вопросом, какой бензин лучше заливать в автомобиль. На данный момент существует несколько разновидностей топлива, с разным октановым числом. Какой именно тип лучше использовать, чтобы не «приговорить» мотор? Что такое октановое число и степень сжатия двигателя? Попробуем разобраться в нашей сегодняшней статье.

Про степень сжатия

Итак, сперва разберемся с данным определением. Степень сжатия – это геометрическая безразмерная величина, которая вычисляется по следующему принципу. Полный объем цилиндра делится на объем камеры сгорания. В результате и получается степень сжатия. На двигателях старых ВАЗов данная величина составляла около 8 единиц. А моторы старых ЗИЛов и ГАЗонов имели степень сжатия, равную 6. Сейчас же картина изменилась. Современные иномарки имеют данные показатели в 12 и более единиц. Наиболее технологичным сейчас является мотор «СкайАктив» от компании «Мазда». Его степень сжатия увеличили до 14 единиц.

Что определяет данное число? Чем оно выше, тем больше вероятность, что смесь внутри камеры самовоспламенится от большого давления. Также отметим, что степень сжатия определяет мощность и расход топлива. Соответственно, чем выше данное число, тем мощнее и экономичнее мотор, и наоборот (двигатели ЗИЛов как раз являются прямым подтверждением). И чтобы топливо могло противостоять самовоспламенению, оно должно обладать определенными характеристиками. Отсюда и пошло понятие «октановое число». Об этом расскажем далее.

Октановое число – что это?

Данная характеристика определяет детонационную стойкость топлива. То есть октановое число – это величина способности бензина противостоять самовозгоранию при сжатии. Другими словами, чем выше ОЧ, тем меньше вероятность, что топливо воспламенится от давления. На сегодняшний момент можно приобрести бензин с разным ОЧ. Обычно это топливо А-92 и А-95. Однако, существует еще 98-й и «сотый» бензин, но встречаются они гораздо реже. Есть и спортивные двигателя со степенью сжатия в 16 единиц. Для них требуется наличие бензина с октановым числом не ниже 102.

Как видите, степень сжатия и октановое число – очень важные параметры. Стоит отметить, что при производстве бензина в ходе гидрокрекинга, его ОЧ не будет превышать отметки в 85 единиц. Но как тогда на АЗС продается топливо с гораздо большим ОЧ? Все просто – перед продажей в топливо добавляются присадки. Именно они доводят бензин до нужного октанового числа. В качестве присадок используются спирты и эфиры.

Также существует разграничение между атмосферными и турбированными двигателями. В последнем случае при любых обстоятельствах должен применяться бензин с ОЧ не ниже 95.

Можно ли заливать топливо с более низким ОЧ?

Продолжаем изучать зависимость октанового числа от степени сжатия. Возьмем такой пример. У нас имеется автомобиль, в который завод-производитель рекомендует заливать 95-й бензин. Что будет, если использовать топливо А-92? В таком случае возникает большая вероятность детонации. Что это такое? Это процесс взрывного воспламенения топлива в камере сгорания двигателя. при детонации, пламя может распространяться со скоростью до 2 тысяч м/с (норма – не более 45). Ударная волна негативно влияет на все части двигателя, с которыми она соприкасается. Это головка блока цилиндров, впускные и выпускные клапана, а также кривошипно-шатунный механизм.

Смесь при детонации воспламеняется задолго до того момента, как поршень дошел до верхней мертвой точки. Ввиду этого, поршень испытывает колоссальные нагрузки. Также отметим, что смесь будет возгораться не от свечи, а от давления, как на дизельном моторе. При такой работе ресурс двигателя сокращается в десятки раз. Поэтому так важно знать, какой у автомобиля степень сжатия, и октановое число бензина, что рекомендует использовать производитель.

На современных двигателях есть датчики детонации. Они в случае использования низкооктанового топлива корректируют угол зажигания. Таким образом, риск детонации снижается в несколько раз. Однако намеренно использовать 92-й бензин там, где прописан 95-й, не рекомендуется.

Степень сжатия и октановое число: можно ли заливать более высокооктановое топливо?

Рассмотрим другой пример. В автомобиль залит 95-й бензин, однако производитель рекомендует А-92. Что произойдет в таком случае? Есть миф, что при таком раскладе прогорает прокладка головки. Но как показывает практика, это случается лишь на старых карбюраторных моторах. В случае с инжекторными автомобилями, коих сейчас абсолютное большинство, ничего трагического не произойдет. Электроника автоматически исправит угол зажигания. Также будет небольшой прирост мощности на 2 процента. Но смысла лить дорогой 98-й бензин в иномарку 2000-х годов нет. Поэтому лучше использовать тот сорт, который прописан производителем.

Степень сжатия двигателя и октановое число бензина: что лучше заливать?

Определить, какое именно топливо можно лить в автомобиль, можно и по степени сжатия. Так, если последний показатель составляет не более 8,5, то двигатель может работать на топливе А-76. Если октановое число составляет от 8,5 до 9 единиц, рекомендуется использовать топливо А-80. 92-й бензин заливают в автомобили, где степень сжатия двигателя от 10 до 10,5. Это большинство иномарок 90-х и начала 2000-х годов. Если у вас более новый автомобиль, где степень сжатия двигателя от 10,5 до 12, необходимо применять бензин с ОЧ 95. Для каких машин подходит 98-й сорт? Это топливо рекомендуется заливать в двигатели со степенью сжатия от 12 до 14 единиц. А если это спортивный мотор, здесь стоит использовать «сотый». Это касается двигателей со степенью сжатия более 14 очков.

Возможна ли экономия?

Рассматривая степень сжатия и октановое число, стоит отметить тот факт, что при использовании топлива с более высоким ОЧ, расход двигателя немного снижается. Но добиться существенной экономии все же не получится – говорят водители. Разница лишь в пределах погрешности – не более четырех процентов. При этом стоит понимать, что цена высокооктанового бензина всегда выше, а потому экономия сводится на нет.

Заключение

Теперь мы знаем, что такое степень сжатия и октановое число бензина. Как видите, эти два понятия тесно взаимосвязаны. Зная степень сжатия силового агрегата, можно точно знать, какое топливо ему показано производителем.

Какой бензин лучше заливать - 92-й или 95-й? Что такое октановое число и детонация?

Далеко не все автовладельцы знают что означают цифры, которыми маркируется бензин. Производители автомобилей указывают марку бензина, на котором должен работать двигатель машины. Однако среди водителей периодически возникают споры о том, какой бензин лучше и что будет, если заправиться не тем топливом, которое указано в инструкции. Чтобы ответить на эти вопросы, нужно знать что такое октановое число и как оно влияет на работу двигателя внутреннего сгорания.

Прочитав статью Вы узнаете:

  • Что означают числа 92, 95 и 98?
  • Чем больше октановое число — тем лучше бензин?
  • Можно ли смешать 92-й и 95-й бензин? Какие будут последствия?
  • Какой бензин лучше заливать?

В конце статьи Вы сможете посмотреть реальный тест (видео), в котором сравнивают два вида бензина.

Что означают числа 92, 95 и 98? Октановое число и детонация


Цифрами 80, 92, 95 или 98 обозначают октановое число бензина. Этот показатель характеризует детонационную устойчивость топлива, применяемого в ДВС. Используется он только для бензина. Авиационный керосин и дизтопливо оцениваются по другим критериям.

Сначала разберемся с термином «детонация». Смесь воздуха и топлива, которая подается в камеру сгорания, сначала сжимается, а затем воспламеняется с помощью искры. Бензин с низкой детонационной устойчивостью самопроизвольно воспламеняется при меньшей степени сжатия. В результате смесь взрывается в цилиндре раньше, чем поршень достигает верхней мертвой точки. В результате:

  1. Возникает характерный стук.
  2. Ускоряется износ деталей поршневой системы.
  3. Падает мощность двигателя.
  4. Растет расход топлива.

Поэтому была введена единая система маркировки горючего в соответствии с его детонационной устойчивостью. В качестве эталона используется смесь изооктана и н-гептана. Изооктан самопроизвольно не взрывается даже при степени сжатия выше, чем у стандартных бензиновых двигателей. Таким образом, условный бензин с октановым числом 100 — это чистый изооктан. За условный ноль принята 100% смесь гептана, которая воспламеняется даже при незначительном сжатии.

Соответственно, топливо А-92, А-95 или А-80 имеет такие же детонационные свойства, как и 92, 95 или 80-процентная смесь изооктана с н-гептаном.

Различают два метода исследования октанового числа топлива: моторный и исследовательский. Соответственно, отличается и маркировка:

Октановое число, степень сжатия и детонация двигателя - Шум-колёс.РФ

Октановое число

АИ-92 и АИ-95 - эти два вида бензинового топлива чаще других можно встретить на заправках. Октановое число - характеристика топлива, отражающая его устойчивость к самовоспламенению при сжатии. Чем выше число, тем устойчивее смесь, тем дольше может сопротивляться самовосплеменению при сжатии. Чтобы довести октановое число бензина до нужного значения, в него добавляют специальные присадки - это спирты, эфиры и антидетонационные присадки. Многие из них (например, МТБЭ) испаряются легче, чем бензин, что приводит к интересному эффекту у машин с негерметичным бензобаком — по мере расходования топлива и испарения присадки октановое число бензина, оставшегося в баке, уменьшается на несколько единиц.

Максимальное октановое число бензина без присадок 100, это чистый изооктан. Изменяя доли изооктана и h-гептана качество бензина не меняется, только его устойчивость к детонации. Так же широко используется для большего повышения устойчивости к детонации - тетраэтилсвинец. Зачастую он используется только для повышения октанового числа выше 100, так как при сгорании свинец уходит с выхлопными газами в атмосферу, что может привести к отравлению людей, животных или растений. Бенизин который содержит тетраэтилсвинец на автозаправочных станциях помечен, как "этилированный" или содержащий этил. Обычно хитрые маркетологи преподносят его как спиртосодержащий, и полезный для экологии, добавляя приставку экобензин и так далее, стоит он дешевле своих аналогов без присадок, но наносит вред окружающей природе.


Детонация

Это сложный физический процесс, рассмотрим его со стороны именно двигателя внутреннего сгорания.

Во время работы современного четырёхтактного двигателя, на втором такте происходит сжимание воздушно-топливной смеси, в этот момент топливо с октановым числом ниже, чем рекомендовано производителем, детонирует до того момента, как оно должно было воспламениться от свечи. Если сказать коротко, детонация - несвоевременное воспламенение бензина в камере сгорания.
При этом фронт пламени распространяется со скоростью взрыва, то есть превышает скорость распространения звука в данной среде и приводит к сильным ударным нагрузкам на детали цилиндро-поршневой и кривошипно-шатунной групп и вызывает тем самым усиленный износ этих деталей. Высокая температура газов приводит к прогоранию днища поршней и обгоранию клапанов.

Во время детонации отчетливо слышен стук в двигателе, на слух, воспринимаемый как характерный металлический звон. Он создаётся волнами давления, возникающими при быстром сгорании смеси и отражающимися от стенок цилиндра и поршня. При этом снижается мощность двигателя и ускоряется его износ, а при возникновении детонационных волн двигатель может быть повреждён или разрушен.

В конструкции двигателя современного автомобиля, предусмотрен датчик детонации, который передает информацию на бортовой компьютер. Последний в свою очередь регулирует насыщенность смеси, момент зажигания и т.д. предотвращая дальнейшую детонацию.


Степень сжатия

Рассматривая ДВС степень сжатия это - отношение полного объема цилиндра (надпоршневого пространства цилиндра двигателя при положении поршня в нижней мёртвой точке) к объёму камеры сгорания (надпоршневого пространства цилиндра при положении поршня в верхней мёртвой точке).


В современных двигателях, на серийных автомобилях, степень сжатия от 8 до 14.
Увеличение степени сжатия требует использования топлива с более высоким октановым числом (для бензиновых ДВС) во избежание детонации. Повышение степени сжатия в целом повышает его мощность, кроме того, увеличивает КПД двигателя как тепловой машины, то есть, способствует снижению расхода топлива.

Список соответствия степени сжатия к маркам топлива:

Степень сжатия от 8 до 10 - АИ - 92;
Степень сжатия от 10 до 12 - АИ - 95;
Степень сжатия от 12 до 14 - АИ - 98;
Степень сжатия от 14 до 16 - АИ - 100;
Степень сжатия от 16 до 18 - АИ - 103;
Степень сжатия от 18 и выше- АИ - 106-109.

Какой бензин заливать

Разобравшись с марками бензина, можно ответить на вопрос, какой бензин заливать? Это кстати за нас сделали производители автомобилей. На люке бензобака или в инструкции по эксплуатации указана лучшая марка бензина. Если указано что лить не ниже АИ-95 , то можно заливать 95-ой и 98-ой.


Что будет если залить топливо с более низким октановым числом?
Если заливать в двигатель топливо с более низким октановым числом - будет происходить детонация, но буквально пару циклов, после сработает датчик детонации. На старых карбюраторных двигателях, мотор будет просто "звенеть". Крайне не желательно постоянно ездить низкооктановом бензине, но если вам случайно перепутали пистолет, или поблизости не продают бензин с нужным октановым числом, на некоторое время можно заменить бензин. СЕЙЧАС, современные агрегаты можно назвать «цифровыми», у них подача топлива, зажигание может изменяться автоматически, в зависимости от топлива которое в него залито. Контролируется это посредством нескольких датчиков (детонации, кислорода – он же «лямбда-зонд» и т.д.) и уже ЭБУ решает что делать. Таким образом, смесь либо «обедняется», либо «обогащается» и мотор работает всегда как нужно, но развивает меньшую мощность, увеличивая при этом расход топлива.


Датчик детонации

Он устанавливается на современных двигателях, сводит практически к нулю негативный эффект от несоответствия марки бензина к рекомендуемой производителем. После поступления сигнала на "мозги" автомобиля, происходит калибровка впрыска, насыщенности смеси и других характеристик, что прекращает детонацию, но влияет на мощность и расход топлива. Смесь приходит обедненная и воспламеняется раньше, чем при нормальной работе.

Что будет если залить топливо с более высоким октановым числом?

Если заливать в двигатель топливо с более высоким октановым числом - ощутимо ничего не изменится, двигатель не приспособлен к большему сжатию, поэтому смесь будет воспламеняться, не достигнув пика своего сжатия. Это может немного увеличить мощность двигателя, на 2-3%.

Можно уверенно заливать более дорогой, высокооктановый бензин, это никак негативно не повлияет на двигатель.
На старых же карбюраторных двигателях, где нет электронных мозгов, изменяющих угол опережения зажигания, может прогореть прокладка головки блока цилиндра, или клапана.

Последнее изменение Суббота, 27 октября 2018 16:59

2 Технологии снижения расхода топлива в двигателях с искровым зажиганием | Стоимость, эффективность и внедрение технологий экономии топлива для легковых автомобилей

, новый класс масла GF-6 разрабатывается для защиты от LSPI (см. Предыдущий раздел о смазочных материалах с низким коэффициентом трения).

Высокотемпературные турбокомпрессоры

Турбокомпрессоров с температурным пределом 950 ° C, как предполагают EPA и NHTSA, может быть недостаточно для достижения полного потенциального сокращения расхода топлива или максимального уменьшения габаритов (NHTSA / EPA 2014).Температура выхлопных газов двигателя увеличивается с нагрузкой и может легко превысить 950 ° C до достижения полной нагрузки. Для защиты турбокомпрессора часто используется обогащение топлива, что может снизить расход топлива автомобиля. Для расширения диапазона нагрузок при стехиометрическом соотношении воздух / топливо применяются высокотемпературные турбокомпрессоры с мощностью 1050 ° C (Merkelbach 2009; Bickerstaff 2012). Для достижения такой температурной способности требуются дорогие сплавы (никель-кобальт-вольфрамовый суперсплав MAR M246), которые значительно увеличивают стоимость двигателя с турбонаддувом.Ожидается, что по мере применения более высоких уровней уменьшения габаритов потребуется повышение температурных характеристик турбокомпрессора.

Коробки передач

Демпферы крутильных колебаний необходимы между двигателем и трансмиссией для устранения неровностей вращения двигателя и снижения уровня вибрации и шума в трансмиссии. Задача и сложность, а следовательно, и стоимость возрастают по мере уменьшения размеров двигателей с V8 до V6, с V6 на I4 и с I4 на I3. Для двигателей I3 потребуется самый дорогой демпфер.Все более сложные системы демпфирования могут включать одноступенчатые или двухступенчатые демпферы, двухмассовый маховик и / или демпфер гидротрансформатора.

Шум, вибрация и жесткость

Потребуются модификации автомобиля, чтобы изолировать уменьшенные двигатели от пассажирских салонов. Эти модификации могут состоять из сложных систем крепления двигателя и шумоизоляции двигателя и турбокомпрессора.

Рециркуляция охлажденных выхлопных газов

EGR может повысить эффективность бензиновых двигателей с помощью нескольких механизмов:

  • Уменьшение потерь на дросселирование за счет увеличения потока воздуха и EGR в цилиндры;
  • Уменьшение отвода тепла из-за пониженных пиковых температур сгорания;
  • Сниженная химическая диссоциация с более низкими пиковыми температурами, что приводит к большей высвобожденной энергии вблизи верхней мертвой точки; и
  • Более высокий коэффициент удельной теплоемкости (гамма), увеличивающий работу, выполняемую поршнем.

Потенциальное снижение расхода топлива за счет охлаждаемой системы рециркуляции ОГ было оценено для каждого из этих механизмов. Введение 20-процентной системы рециркуляции ОГ при частичной нагрузке в обычном двигателе увеличило бы давление в коллекторе на 20 процентов, что уменьшило бы насосные потери примерно на 10 процентов. Однако при добавлении EGR к двигателю с VVT, бесступенчатой ​​регулировкой подъема клапана, турбонаддувом и уменьшением габаритов насосные потери уже будут очень низкими, поэтому не ожидается, что добавление EGR обеспечит значительное дополнительное снижение насосных потерь.Потери при перекачке могут увеличиться из-за требования к более высокому давлению выхлопных газов для достижения требуемого расхода EGR. EGR увеличит удельную теплоемкость, что, по оценкам, обеспечит сокращение расхода топлива в 1,5 раза. Добавление преимуществ за счет уменьшения отвода тепла, снижения потерь на диссоциацию и незначительного снижения насосных потерь приведет к сокращению расхода топлива примерно на 2,5 процента, что на 1 процентный пункт ниже по сравнению с 3,5-процентной эффективностью, оцененной НАБДД, как показано ранее в таблице 2. .17. Компания MAHLE Behr недавно сообщила, что охлаждение системы рециркуляции ОГ может обеспечить снижение расхода топлива на 2–4% при легких и умеренных нагрузках (Morey, 2014).

Поставщик подтвердил, что оценка NHTSA в 305 долларов США или 212 долларов прямых производственных затрат для двухконтурной системы рециркуляции отработавших газов высокого и низкого давления с охлаждением находится в соответствующем диапазоне. Проблемы с конденсацией воды, которые потребуют сложной системы сифона и дренажа, увеличат эту стоимость. Однако этот поставщик считал, что одноконтурные системы рециркуляции отработавших газов, вероятно, будут предпочтительнее.

Поставщик предположил, что высокие степени разбавления с помощью EGR могут потребовать модернизации систем зажигания для достижения приемлемой стабильности сгорания (низкий коэффициент вариации IMEP). Сегодняшние системы зажигания производят приблизительно 40 мДж энергии, но для высоких скоростей рециркуляции отработавших газов может потребоваться более чем вдвое больше энергии, что потребует новой системы зажигания с неизвестной дополнительной стоимостью.

Сводная информация о снижении расхода топлива и стоимости двигателей с турбонаддувом уменьшенного размера

Сводная информация о предполагаемом сокращении расхода топлива и связанных прямых производственных затратах на турбонаддув и уменьшение габаритов (TRBDS) показана в таблице 2.18. Оценки комитетом высокой эффективности двигателей с турбонаддувом уменьшенного размера согласуются с оценками НАБДД, в то время как оценки низкой эффективности комитета ниже оценок НАБДД на суммы, показанные ранее в таблице 2.17, которые относились к базовому двигателю. Для дополнительных оценок по сравнению с ранее применявшимися технологиями двигателей SI, отношение дополнительной эффективности НАБДД к базовой было применено к базовым оценкам комитета, чтобы предоставить дополнительные оценки комитета, показанные в таблице 2.18.

Наиболее вероятная низкая оценка комитета дополнительных прямых производственных затрат (DMC) для двигателей с турбонаддувом, пониженная -

.

% PDF-1.7 % 40336 0 объект > endobj xref 40336 119 0000000016 00000 н. 0000007001 00000 н. 0000007425 00000 н. 0000007481 00000 н. 0000007612 00000 н. 0000007704 00000 н. 0000007796 00000 н. 0000007888 00000 н. 0000007980 00000 п. 0000008319 00000 н. 0000008751 00000 п. 0000008792 00000 н. 0000009051 00000 н. 0000010377 00000 п. 0000010865 00000 п. 0000011256 00000 п. 0000011372 00000 п. 0000011625 00000 п. 0000012211 00000 п. 0000012464 00000 п. 0000012910 00000 п. 0000013169 00000 п. 0000013662 00000 п. 0000042575 00000 п. 0000075820 00000 п. 0000094104 00000 п. 0000117086 00000 п. 0000119738 00000 н. 0000120195 00000 н. 0000120593 00000 н. 0000171112 00000 н. 0000171190 00000 н. 0000171302 00000 н. 0000171484 00000 н. 0000171542 00000 н. 0000171859 00000 н. 0000171917 00000 н. 0000172443 00000 н. 0000172781 00000 н. 0000172940 00000 н. 0000172998 00000 н. 0000173159 00000 н. 0000173217 00000 н. 0000173420 00000 н. 0000173478 00000 н. 0000173685 00000 н. 0000173743 00000 н. 0000173928 00000 н. 0000173986 00000 н. 0000174215 00000 н. 0000174273 00000 н. 0000174522 00000 н. 0000174580 00000 н. 0000174729 00000 н. 0000174787 00000 н. 0000174904 00000 н. 0000174962 00000 н. 0000175089 00000 н. 0000175147 00000 н. 0000175266 00000 н. 0000175324 00000 н. 0000175499 00000 н. 0000175557 00000 н. 0000175703 00000 н. 0000175829 00000 н. 0000175962 00000 н. 0000176020 00000 н. 0000176196 00000 н. 0000176253 00000 н. 0000176415 00000 н. 0000176529 00000 н. 0000176692 00000 н. 0000176749 00000 н. 0000176855 00000 н. 0000176989 00000 н. 0000177155 00000 н. 0000177212 00000 н. 0000177320 00000 н. 0000177426 00000 н. 0000177483 00000 н. 0000177540 00000 н. 0000177598 00000 н. 0000177745 00000 н. 0000177803 00000 н. 0000177938 00000 п. 0000177996 00000 н. 0000178135 00000 н. 0000178193 00000 н. 0000178418 00000 н. 0000178476 00000 н. 0000178534 00000 н. 0000178593 00000 н. 0000178748 00000 н. 0000178807 00000 н. 0000178970 00000 н. 0000179027 00000 н. 0000179216 00000 н. 0000179275 00000 н. 0000179466 00000 н. 0000179525 00000 н. 0000179688 00000 н. 0000179747 00000 н. 0000179950 00000 н. 0000180009 00000 н. 0000180174 00000 п. 0000180233 00000 н. 0000180392 00000 н. 0000180451 00000 п. 0000180628 00000 н. 0000180687 00000 н. 0000180834 00000 н. 0000180893 00000 н. 0000180951 00000 п. 0000181010 00000 н. 0000181069 00000 н. 0000181127 00000 н. 0000181185 00000 н. 0000006168 00000 п. 0000002739 00000 н. трейлер ] / Назад 7241769 / XRefStm 6168 >> startxref 0 %% EOF 40454 0 объект > поток hWy \ w p (% PA rXZ-Y G ȡˊiHibԣjmwL w> 2 /} {wf

.

Горение с гомогенным зарядом и воспламенением от сжатия: проблемы и предлагаемые решения

Производители двигателей и автомобилей испытывают потребность в экономии топлива и низком уровне выбросов как со стороны потребителей, так и со стороны правительства. Воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) - это альтернативная технология сжигания, более чистая и эффективная, чем другие типы горения. Хотя тепловой КПД и выбросы у двигателя HCCI выше по сравнению с традиционными двигателями, сгорание HCCI имеет несколько основных трудностей, таких как управление моментом зажигания, ограниченная выходная мощность и слабая способность к холодному запуску.В этом исследовании был проведен обзор литературы по двигателю HCCI, и проблемы HCCI и предложенные решения были исследованы с точки зрения Ignition Timing , что является основной проблемой этого двигателя. Проблемы HCCI изучаются многими исследователями двигателей внутреннего сгорания в течение последнего десятилетия, но практических решений для двигателя с полностью HCCI не было. Некоторые решения требуют медленного отклика, а некоторые технически сложно реализовать. Таким образом, кажется, что двигатель с полностью HCCI нуждается в дополнительных исследованиях, чтобы соответствовать его массовому производству, и будущие исследования и применение следует рассматривать как часть усилий по достижению низкотемпературного сгорания в широком диапазоне рабочих условий в двигателе внутреннего сгорания.

1. Введение

Несмотря на то, что на рынке появились электрические и гибридные транспортные средства (электромобили и PHEV), двигатели внутреннего сгорания по-прежнему остаются самой популярной автомобильной силовой установкой. Однако в последние десятилетия возникли серьезные опасения, связанные с воздействием на окружающую среду газообразных выбросов и выбросов твердых частиц, возникающих при работе этих двигателей. В результате правительства по всему миру постоянно ужесточают законодательство, ограничивающее уровни выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.Кроме того, опасения по поводу ограниченных мировых запасов нефти и выбросов привели к тяжелому налогообложению автомобильного транспорта, в основном за счет дежурства топлива. Эти факторы привели к огромному давлению на производителей транспортных средств с целью исследования, разработки и производства еще более чистых и экономичных автомобилей [1].

За последнее десятилетие появилась альтернативная технология сжигания, широко известная как воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI), которая может снизить выбросы и расход топлива на транспорте [2, 3].HCCI - это чистая и высокоэффективная технология для двигателей внутреннего сгорания, которую можно масштабировать для двигателей любого размера, а также использовать для стационарных применений [4]. Эти преимущества HCCI (особенно по сравнению с двигателями с искровым зажиганием) достигаются благодаря работе на обедненной / разбавленной смеси.

Две доминирующие концепции двигателей, обычно используемые сегодня, - это дизельные двигатели и двигатели SI. Сравнение двух двигателей показывает, что двигатель SI, оснащенный каталитическим нейтрализатором, обеспечивает низкий уровень выбросов, но не обладает высокой эффективностью.С другой стороны, дизельный двигатель обеспечивает высокий КПД, но при этом производит большое количество выбросов и твердых частиц. Концепция двигателя, способная сочетать эффективность дизельного двигателя с уровнем выбросов из выхлопной трубы двигателя SI, представляет собой двигатель с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI) [5]. Другими словами, HCCI - это самовоспламенение однородной смеси при сжатии.

В следующем обзоре литературы основное внимание уделяется проблемам HCCI и предлагаемым решениям с точки зрения времени зажигания как наиболее важной проблемы двигателя HCCI.Эту точку зрения пытались обсудить в статье как ее особую характеристику. Сначала обсуждаются предыдущие исследования в области двигателей HCCI, включая двухтактные и четырехтактные двигатели HCCI. Далее рассматриваются проблемы HCCI и предлагаемые решения. Наконец, рассматривается момент зажигания HCCI как наиболее важная проблема HCCI, и представлены основные методы управления, такие как разбавление смеси, изменение свойств топлива, быстрое управление температурой и прямой впрыск.

2. Двигатель HCCI / CAI

Горение с однородным воспламенением от сжатия (HCCI) или с управляемым самовоспламенением (CAI) часто рассматривалось как новый процесс горения среди многочисленных исследовательских работ, опубликованных за последнее десятилетие. Тем не менее, это было возможно с тех пор, как сгорание с искровым зажиганием (SI) в бензиновых двигателях и сгорание от сжатия (CI) в дизельных двигателях [1].

В случае бензиновых двигателей наблюдалось сгорание HCCI, которое было признано ответственным за явление «выбега» / «выбега», которое многие водители испытали со своими карбюраторными бензиновыми двигателями в шестидесятых и семидесятых годах, когда двигатель с искровым зажиганием продолжал работать после выключения зажигания [1].

В случае дизельных двигателей масляные двигатели с нагретым термометром были изобретены и разработаны более 100 лет назад. В этих двигателях неочищенное масло впрыскивалось на поверхность нагретой камеры, называемой термостатом. Такой ранний впрыск дает топливу достаточно времени для испарения и смешивания с воздухом. Термо-колбу необходимо было нагреть снаружи для запуска, и после запуска двигателя термобаллон поддерживался горячим с помощью сгоревших газов. В более поздней конструкции инжекция была размещена через соединительный канал между нагретым термобаллоном и основной камерой, так что могла образоваться более однородная смесь, приводящая к самовоспламенению гомогенного заряда заряда [6].

2.1. Двухтактный двигатель HCCI

Для решения одной из основных проблем двухтактного двигателя, которая заключалась в нестабильном, нерегулярном и неполном сгорании при частичной нагрузке, ответственной за чрезмерные выбросы несгоревших углеводородов, с конца года была проведена значительная исследовательская работа. с 1960-х до конца 1970-х годов [1]. В этот период Джо и др. Провели множество исследований. для исследования обедненного двухтактного сгорания при частичной нагрузке [7]. Он обнаружил, что неравномерность сгорания и самовоспламенение, которые считались слабыми местами двухтактного двигателя, можно эффективно контролировать.Этот период был успешно завершен новаторской работой, которую он опубликовал вместе со своим коллегой Ониши и др. которым удалось получить стабильный двухтактный процесс сгорания при частичной нагрузке для бедных смесей, в которых зажигание происходит без помощи искры [8]. Сообщалось о заметных улучшениях в стабильности, топливной экономичности, выбросах выхлопных газов, уровне шума и вибрации. Ониши и его коллеги назвали этот новый процесс сжигания «ATAC» (активное термо-атмосферное сжигание). Первый электрический генератор, использующий двухтактный двигатель ATAC, был затем коммерциализирован в Японии с этого периода в течение нескольких лет, как показано на рисунке 1.


Еще одна статья, посвященная двухтактному самовоспламенению, была опубликована в 1979 г. [9]. Ногучи и его коллеги назвали это сгорание с самовоспламенением процессом сгорания TS (Toyota-Soken). Они также пришли к выводу, что сгорание TS происходило аналогичным образом без фронта пламени, демонстрируя при этом высокую эффективность и низкие выбросы. Они были одними из первых, кто предположил, что активные радикалы в остаточных газах могут играть важную роль в процессе самовоспламенения.

В конце 1980-х годов Дюре попытался применить новаторскую работу Ониши к двухтактным двигателям DI для снижения выбросов при частичной нагрузке.С этой целью он исследовал идею использования дроссельной заслонки на выхлопе, как ранее было показано Tsuchiya et al. в карбюраторном двигателе [10]. Первое применение самовоспламенения ATAC с двигателем с прямым впрыском топлива было описано в 1990 году [11]. Расчеты CFD показали, что смешивание остаточного газа и свежего всасываемого воздуха может быть уменьшено путем точного регулирования подачи всасываемого потока с помощью выпускного регулирующего клапана [1].

Эта исследовательская работа получила дальнейшее развитие до середины 1990-х годов, и возник интерес к использованию дросселирования канала передачи (канал передачи в двухтактном двигателе - это канал, по которому свежий заряд переносится из картера насоса в камеру сгорания через порт на стенке цилиндра), чтобы еще лучше контролировать степень смешивания свежей загрузки с горячим и реактивным остаточным газом [1].

Как показано на рисунке 1, первый прототип автомобильного двухтактного двигателя с прямым впрыском, использующий технику дросселирования передаточного канала (передаточный канал для лучшего контроля степени смешения свежего заряда с горячим и реактивным остаточным газом) для приработки управляемое самовоспламенение (CAI) было представлено Дюре и Вентури в 1996 г. [12]. Учитывая преимущества сочетания прямого впрыска с CAI, этот двигатель легко соответствовал европейским стандартам выбросов, действующим до 2000 года, без дополнительной обработки и с улучшением экономии топлива более чем на 20% по сравнению с его четырехтактным аналогом с эквивалентной выходной мощностью. [1].

В этот период Ишибаши исследовал возможность использования самовоспламенения в двухтактных двигателях мотоциклов. Он показал, что с помощью выпускного клапана управления зарядом можно контролировать количество активных остаточных газов в камере сгорания, а также давление в цилиндре перед сжатием [13]. Он назвал этот процесс горения «горение активированных радикалов (AR горение)». Прототип Honda EXP-2 400 куб.см AR был подготовлен для ралли Гренада-Дакар 1995 года и показал очень хорошие результаты по сравнению с четырехтактными мотоциклами, в частности, благодаря их высокой топливной экономичности.Эта работа получила дальнейшее развитие [14, 15] до первого промышленного применения горения AR в производстве японской модели мотоцикла в 1996 году и европейской модели скутера в 1998 году (рисунок 1) [1].

Недавно, в 2008 году, Рикардо разработал новый прототип двигателя под названием 2/4 SIGHT, в котором используется концепция HCCI. В этой концепции бензинового двигателя используются новые технологии сгорания, наддува, управления и срабатывания клапанов, чтобы обеспечить автоматическое и плавное переключение между двух- и четырехтактным двигателем с целью обеспечения значительных улучшений производительности и экономии топлива за счет агрессивного уменьшения габаритов.Двигатель, оснащенный этой новой системой, может работать как в двухтактном, так и в четырехтактном цикле, что позволяет уменьшить объем испытательного стенда V6 с 3,5 литров до 2,0 литров при той же выходной мощности. Это сокращение приводит к снижению расхода топлива на 27% и, соответственно, к снижению выбросов. Этот двигатель показан на рисунке 2.


Еще один недавний двигатель HCCI был представлен Lotus в 2008 году [16]. Как показано на Рисунке 3, был построен одноцилиндровый исследовательский двигатель OMNIVORE, использующий продувку контура и прямой впрыск с возможностью геометрического изменения степени сжатия от 8: 1 до 40: 1 или от 6.От 4: 1 до 24,4: 1 на основе захвата (после закрытия выпускного отверстия).


Blundell et al. и Тернер и др. опубликовали данные двигателя, показывающие очень низкие уровни выбросов и минимальную частичную нагрузку, указав удельный расход топлива 218 г / кВт-ч при использовании бензина и 217 г / кВт-ч при использовании E85 [17, 18]. Двигатель был разработан для работы в режимах HCCI и предназначен для изучения возможности сокращения выбросов и возможности работы на альтернативных видах топлива на спиртовой основе и бензине, что позволяет гибко управлять топливом автомобиля.

2.2. Четырехтактный двигатель HCCI

Основываясь на предыдущей работе с двухтактными двигателями [8], в 1983 году Найт и Фостер расширили работу до четырехтактных двигателей и попытались получить дополнительное понимание физики, лежащей в основе сгорания HCCI [19] . Они первыми применили концепцию сгорания HCCI в четырехтактном бензиновом двигателе. В этой работе они считали, что HCCI контролируется химической кинетикой с незначительным влиянием турбулентности и перемешивания. Они провели эксперименты с использованием топлива PRF и подогрева впуска.С помощью анализа тепловыделения и моделирования цикла они отметили, что процесс горения HCCI определяется кинетикой низкотемпературного (менее 950 ° K) окисления углеводородов. Также они пришли к выводу, что сгорание HCCI - это химический кинетический процесс сгорания, управляемый температурой, давлением и составом заряда в цилиндре.

В 1989 году Тринг расширил работу Найт и Фостера в области четырехтактных двигателей, изучив характеристики двигателя HCCI, работающего на полностью смешанном бензине [20].Режим работы одноцилиндрового двигателя был нанесен на карту как функция соотношения воздух-топливо, степени рециркуляции отработавших газов и степени сжатия.

Исследования четырехтактных двигателей показали, что можно достичь высокой эффективности и низких выбросов за счет использования высокой степени сжатия и бедных смесей [21]. В случае четырехтактного двигателя был проведен ряд экспериментов, в которых изучается само сгорание HCCI. В основном это было сделано с одноцилиндровыми двигателями, которые обычно не обеспечивают тормозных характеристик.Однако Stockinger продемонстрировал эффективность торможения 35% на 4-цилиндровом двигателе объемом 1,6 л при среднем эффективном давлении в тормозной системе (BMEP) 5 бар [22]. Более поздние исследования показали тепловую эффективность тормозов выше 40% при BMEP 6 бар [23].

3. Проблемы HCCI / CAI и предлагаемые решения

Несмотря на преимущества перед традиционными двигателями по тепловому КПД и выбросам, сгорание HCCI имеет несколько основных трудностей. Эти трудности включают «контроль времени сгорания», «ограниченную выходную мощность», «приготовление гомогенной смеси», «высокие выбросы несгоревших углеводородов (HC) и оксида углерода (CO)» и «слабую способность к холодному запуску» [4].

Выбросы HC и CO двигателя HCCI относительно выше, чем у дизельных двигателей [24]. Существует некоторый потенциал уменьшения этих выбросов при высокой нагрузке за счет использования прямого впрыска топлива в цилиндр для достижения соответствующей стратификации частичного заряда. Однако в большинстве случаев для контроля выбросов HC и CO от двигателей HCCI потребуются устройства контроля выбросов выхлопных газов, в которых не использовалась оптимизация топлива. Катализаторы для удаления углеводородов и CO хорошо изучены и уже много лет являются стандартным оборудованием автомобилей.Однако более низкая температура выхлопных газов двигателей HCCI может увеличить время срабатывания катализатора и снизить среднюю эффективность. В результате, соответствие будущим стандартам выбросов HC и CO, вероятно, потребует дальнейшей разработки катализаторов окисления для низкотемпературных выхлопных паров. Однако устройства контроля выбросов HC и CO проще, долговечнее и менее зависимы от дефицитных дорогих драгоценных металлов, чем устройства контроля выбросов PM [25]. Таким образом, одновременное химическое окисление HC и CO в двигателе HCCI намного проще, чем одновременное химическое восстановление и окисление PM в двигателе с прямым впрыском от сжатия (CIDI).

При холодном запуске температура сжатого газа в двигателе HCCI будет снижена, потому что заряд не получает предварительного нагрева от впускного коллектора, а сжатый заряд быстро охлаждается за счет тепла, передаваемого к стенкам холодной камеры сгорания. Без какого-либо компенсирующего механизма низкие температуры сжатого заряда могут предотвратить запуск двигателя HCCI. Были предложены различные механизмы для холодного запуска в режиме HCCI, такие как использование свечей накаливания, использование другого топлива или топливной присадки и увеличение степени сжатия с использованием переменной степени сжатия (VCR) или изменения фаз газораспределения (VVT).Возможно, практический подход заключался бы в использовании метода искрового воспламенения от сжатия (SACI) в качестве моста между двигателями HCCI и SI [26]. Для двигателей, оснащенных VVT, этот период прогрева может быть таким коротким, как несколько циклов зажигания, поскольку высокие уровни горячих остаточных газов могут быть сохранены от предыдущих циклов искрового зажигания, чтобы вызвать сгорание HCCI. Хотя решения кажутся выполнимыми, потребуются значительные исследования и разработки, чтобы продвинуть эти концепции и подготовить их для производства двигателей [27].

В таблице 1 перечислены три основных проблемы HCCI и предложены решения для решения конкретных проблем. Проблема высоких выбросов HC и CO в HCCI также связана с контролем времени сгорания, поскольку выбросы HC и CO сильно зависят от местоположения момента зажигания. Несмотря на множество различных предлагаемых решений, каждое из предлагаемых решений имеет свои недостатки. Переменная температура на впуске, переменное давление на впуске и переменная температура охлаждающей жидкости имеют медленное время отклика, в то время как VCR и VVT технически сложно реализовать.Практичность и экономическая эффективность являются основными проблемами большинства предлагаемых вариантов, таких как закачка воды и регулирование двух или более видов топлива [4].


Проблемы HCCI Предлагаемые решения

Контроль времени горения (i) История изменения температуры смеси:
(a) VVT и остаточное / улавливание выхлопных газов
(1) Улавливание выхлопных газов [28, 29]
(2) Регулировка впускного и выпускного потоков [30, 31]
(3) Комбинация обоих [32]
(b) Переменная степень сжатия (VCR) [ 33–36]
(c) Регулируемая система рециркуляции ОГ [31, 37, 38]
(d) Время впрыска в цилиндр [39–41]
(e) Регулирование температуры впуска [42–44]
(f) Впрыск воды [ 45]
(g) Переменная температура охлаждающей жидкости [46]
(ii) Изменение реакционной способности смеси:
(a) регулирование двух или более видов топлива [21, 47–49]
(b) стратификация топлива [50–54]
(c ) присадки к топливу и риформинг [55–57]
(d) переменная EGR [37, 38, 58]

Ограниченная выходная мощность (i) Увеличение потока всасываемого воздуха:
(a) наддув [35, 59–61]
(b) наддув [61–63]
(ii) Двухрежимные двигатели (HCCI при низкой нагрузке) :
(a) SI-HCCI [58, 64, 65]
(b) дизель-HCCI [66, 67]

Подготовка гомогенной смеси (i) Впрыск топлива в условиях сильной турбулентности портовый поток для газообразного и легколетучего топлива [68, 69]
(ii) Ранний впрыск в цилиндр со сложными топливными форсунками для дизельного топлива [60, 70]

Как упоминалось (Таблица 1), основная проблема HCCI - это контроль времени горения HCCI.Для более подробного обсуждения эта проблема и ее предлагаемые решения являются предметом следующей части этого исследования.

4. Контроль времени зажигания HCCI

Было исследовано несколько стратегий с различным уровнем успеха для управления временем сгорания HCCI и расширения диапазона нагрузки. Большинство из этих стратегий можно разделить на широкие категории: разбавление смеси, изменение свойств топлива, быстрое управление температурой и прямой впрыск топлива в цилиндр. Во многих исследованиях, посвященных контролю HCCI, используется более одного метода из-за сложной и сильно связанной природы проблемы сгорания HCCI [71].

4.1. Разбавление смеси для контроля HCCI

Для достижения горения CAI / HCCI должны присутствовать высокие температуры заряда на всасывании и значительное разбавление заряда. Температура газа в баллоне должна быть достаточно высокой, чтобы инициировать и поддерживать химические реакции, ведущие к процессам самовоспламенения. Существенное разбавление заряда необходимо, чтобы контролировать неуправляемую скорость реакций выделения тепла. Оба эти требования могут быть реализованы путем рециркуляции сгоревших газов внутри цилиндра.

Один из подходов к управлению фазированием сгорания HCCI заключается в увеличении или замедлении синхронизации сгорания путем разбавления смеси цилиндров. Найт и Фостер показали, что сгорание HCCI в четырехтактном двигателе можно регулировать путем введения рециркулирующего выхлопного газа во впускную смесь цилиндра [19]. Кристенсен и Йоханссон показали, что время сгорания будет медленнее при больших количествах EGR [72].

Присутствие рециркулирующих газов оказывает ряд эффектов на процессы сгорания и выбросов CAI в цилиндре.Во-первых, если горячие дымовые газы смешиваются с более холодной входящей смесью топлива и воздуха, температура всасываемого заряда повышается из-за нагревающего эффекта горячих дымовых газов. Это часто имеет место при сжигании CAI с высокооктановым топливом, таким как бензин и спирты. Во-вторых, введение или удержание сгоревших газов в цилиндре заменяет часть поступающего воздуха и, следовательно, снижает концентрацию кислорода (особенно при большом количестве рециркуляции отработавших газов). Уменьшение количества воздуха / кислорода из-за присутствия дымовых газов называется эффектом разбавления.В-третьих, общая теплоемкость заряда в цилиндре будет выше с дымовыми газами, в основном из-за более высоких значений удельной теплоемкости диоксида углерода (CO 2 ) и водяного пара (H 2 O). Это повышение теплоемкости заряда цилиндра является причиной эффекта теплоемкости сгоревших газов. Наконец, продукты сгорания, присутствующие в сгоревших газах, могут участвовать в химических реакциях, ведущих к самовоспламенению и последующему возгоранию. Этот потенциальный эффект классифицируется как химический эффект [1].

Система рециркуляции отработавших газов или рециркуляция сгоревших газов - это наиболее эффективный способ уменьшить скорость повышения давления и расширить работу HCCI на регионы с более высокой нагрузкой. Исследования, проведенные в отношении EGR, включают как внешнюю, так и внутреннюю EGR (остаточные продукты сгорания) для достижения надлежащей фазировки сгорания. Внешняя система рециркуляции отработавших газов - это наиболее часто используемый метод рециркуляции выхлопных газов. Однако внешнее управление рециркуляцией отработавших газов имеет проблемы, такие как медленное время отклика и трудности в работе с переходными рабочими условиями [73].Второй способ повторного ввода выхлопных газов - это внутренняя рециркуляция выхлопных газов, при которой количество остаточного выхлопного газа в цилиндре изменяется за счет изменения времени открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов.

4.1.1. Внешняя рециркуляция отработавших газов

Внешняя рециркуляция отработавших газов была исследована многими исследователями в последние десятилетия. В исследовании, проведенном Трингом, изучалось влияние скорости рециркуляции отработавших газов (от 13 до 33%) на достижимый рабочий диапазон HCCI и выбросы из двигателя [20].Их исследование показало, что максимальная нагрузка рабочего диапазона HCCI для четырехтактного двигателя была меньше, чем у двухтактного двигателя при выбранных условиях.

Кристенсен и Йоханссон заметили, что верхний предел нагрузки двигателя HCCI с наддувом может быть увеличен до IMEP 16 бар за счет добавления приблизительно 50% EGR во впускную смесь, что замедляет сгорание и позволяет избежать детонации [74]. В этом исследовании использовались высокие скорости рециркуляции отработавших газов, чтобы снизить скорость сгорания.Хотя внешняя система рециркуляции отработавших газов является многообещающей для улучшения диапазона нагрузок и фазирования сгорания, некоторые недостатки все же существуют. Для рециркуляции выхлопных газов во впускную смесь давление в выпускном коллекторе должно быть увеличено до уровня, превышающего давление во впускном коллекторе. Это повышение давления часто достигается за счет дросселирования выпускного коллектора, что может привести к более высоким насосным потерям и, таким образом, к общему снижению полезного КПД двигателя. Потери эффективности также наблюдаются в результате охлаждения выхлопных газов перед повторной индукцией, чтобы предотвратить преждевременное самовоспламенение [74].

В 2001 году Morimoto et al. нашел аналогичные результаты, используя двигатель, работающий на природном газе [75]. В этом исследовании система рециркуляции отработавших газов с внешним охлаждением использовалась для управления фазированием сгорания и расширения диапазона нагрузок двигателя HCCI. Он также пришел к выводу, что общие выбросы углеводородов сократились при более высоких нагрузках с введением системы рециркуляции отработавших газов.

Численные исследования, проведенные Narayanaswamy и Rutland, с использованием многозонной модели в сочетании с GT-Power, подтвердили, что влияние EGR (внешнего) на работу дизельного HCCI варьируется в зависимости от различных уровней EGR [76].Интересно, что они отметили, что зажигание изначально было улучшено для случаев с низким уровнем рециркуляции отработавших газов, а затем начало замедляться с увеличением процента рециркуляции отработавших газов. Влияние холодной системы рециркуляции отработавших газов на начало сгорания было объяснено конкурирующими эффектами, когда увеличение эквивалентного отношения опережало время зажигания, а эффекты разбавления замедляли сгорание. Когда EGR увеличивается, сначала преобладает опережающий эффект, а затем, очевидно, замедляющий эффект становится доминирующим для дальнейшего увеличения EGR.

Аткинс и Кох также заметили, что разбавление смеси для приема

.

Определение параметров модели процесса сгорания в дизельном двигателе с переменной степенью сжатия

Степень сжатия имеет очень важное влияние на экономию топлива, выбросы и другие характеристики двигателей внутреннего сгорания. Применение переменной степени сжатия в дизельных двигателях имеет ряд преимуществ, таких как ограничение максимального давления в цилиндре и расширение области оптимального режима работы до основных требований: потребления, мощности, выбросов, шума и возможности работы с несколькими видами топлива.В рукописи также представлен запатентованный механизм автоматического изменения степени сжатия двигателя с двухсекционным шатуном. Помимо экспериментальных исследований выполнено моделирование процесса сгорания дизельного двигателя с непосредственным впрыском. Основная задача - выбор параметров в функции double Vibe, используемой для моделирования процесса сгорания дизельного двигателя, также выполняется для различных значений степени сжатия. Оптимальное значение степени сжатия определялось с учетом минимального расхода топлива и выбросов выхлопных газов.Для этого введен в эксплуатацию испытательный стенд Лаборатории двигателей инженерного факультета Крагуевацкого университета.

1. Введение

Городское движение и транспортный поток оказывают наибольшее влияние на выбросы выхлопных газов и загрязнение воздуха, особенно в уличных каньонах, зонах городских центров и т. Д. Более того, в зоне городского движения, которое может существенно способствовать снижению выброса выхлопных газов, применяя различные методы. Согласно нашему практическому опыту, в настоящее время существует два реальных направления: (i) Переход на альтернативные виды топлива, природный газ и водород в качестве экологически чистой энергии для вождения, с параллельным внедрением гибкого транспорта, который позволяет уменьшить количество транспортных средств в городских центрах, чтобы избежать перегруженность [1] и (ii) Дальнейшая оптимизация транспортных средств и обычных двигателей внутреннего сгорания (ВС) за счет снижения внутреннего трения и механических потерь с целью уменьшения расхода топлива и выбросов выхлопных газов.Это требует применения новых материалов и регулируемых механизмов в двигателях (IC), таких как переменная степень сжатия (VCR), регулируемый клапанный механизм (VVT), системы впрыска топлива с изменяемой синхронизацией впрыска, которые имеют возможность разделения многократного впрыска и однородного сжатия. воспламенение-горение (HCCI), управляемое самовоспламенение (CAI) и др. [2–5].

Механический КПД двигателей (IC) и в целом поршневых машин зависит от потерь энергии, связанных с трением, т.е.е., условия внутри трибологической системы, состоящей из поршня, поршневых колец и гильзы цилиндра. Как правило, механический КПД снижается при увеличении степени сжатия (CR) и наоборот [3–5].

Оптимизируя поршневые машины, применяя алюминиевые сплавы и алюминиевые композиты с металлической матрицей (MMC) для изготовления деталей машин, мы вносим свой вклад в снижение веса двигателя и транспортного средства, а также снижение трения и износа. Снижение веса, трения и износа транспортного средства и оборудования способствует снижению расхода топлива, а также выбросов выхлопных газов [6–8].

Метод VCR используется для определения оптимального (CR) для дизельных двигателей при различных нагрузках [9, 10] в сочетании с другими регулируемыми системами на двигателе, такими как гибкое срабатывание впускного клапана [11], рециркуляция выхлопных газов (EGR) [12 ] и регулируемое время впрыска топлива [13, 14]. Как правило, с помощью интегрированной системы для (видеомагнитофона) можно увеличить КПД двигателя, мощность и крутящий момент; двигатель может работать в течение нескольких циклов с многотопливной способностью, то есть хорошо настраиваясь на ограничения по детонации при использовании различных видов топлива.

Согласно нашим экспериментальным результатам, в случае использования альтернативных видов топлива в дизельных двигателях, при использовании их смесей с дизельным топливом, система (VCR) обязательна для оптимального сгорания и работы двигателя [3, 5, 6]. Некоторые авторы изучали влияние (CR) на производительность и выбросы дизельного двигателя, работающего с отработанным жареным маслом или смесью метилового эфира нима [15, 16] и смесями этилового эфира Jatropha curcas [17]. Биодизель в качестве топлива для дизельных двигателей очень интересен, и его применение в дизельных двигателях также требует механизма автоматического изменения (CR), чтобы адаптировать топливо к условиям в двигателе [18].

Применение газообразных топлив, таких как водород и природный газ, а также их смесей, более интересно в бензиновых двигателях и оригинальных газовых двигателях с (VCR), чем в дизельных двигателях [19].

Например, в области транспортных средств и двигателей большой мощности компания Caterpillar разработала двигатель (VCR) для сгорания с воспламенением от сжатия с однородным зарядом (HCCI). В результате у 15-литрового двигателя с автоматическим сжатием степень сжатия изменяется с 8 до 15: 1 [20].

Основная причина роста деятельности по моделированию двигателей связана с экономической выгодой; при использовании компьютерных моделей возможна большая экономия на дорогостоящих экспериментальных работах при рассмотрении модификаций двигателя.Модели не могут заменить реальное тестирование двигателя, но они могут дать хорошие оценки изменений производительности в результате возможных модификаций двигателя и, таким образом, могут помочь в выборе наилучших вариантов для дальнейшей разработки, уменьшая объем необходимой разработки оборудования. В то время как более продвинутые модели чрезвычайно большие и сложные, основы термодинамической модели двигателя довольно просты и понятны; Сложность возникает позже при уточнении методов расчета, уровня детализации представления подсистем и адаптации большого количества альтернативных конфигураций двигателей и систем управления.

Авторами также успешно исследовано влияние CR на процесс сгорания в экспериментальном дизельном двигателе. Параллельно проводилась валидация результатов, полученных с использованием модели дизельного процесса с двойной функцией Vibe, путем их сравнения с соответствующими результатами, полученными в ходе экспериментальных измерений [3–5].

Основная цель статьи - определить влияние режимов работы двигателя и двигателя на характеристики сгорания и параметры формы функции двойного Vibe, а также на расход топлива и выброс выхлопных газов.Подробные результаты экспериментальных измерений представлены в литературе [5].

2. Материалы и методы
2.1. Обзор механизмов видеомагнитофона

В литературе можно найти множество конструктивных решений двигателя и систем видеомагнитофона. Некоторые конструкции практически реализованы. Механизмы VCR могут быть реализованы с изменяемым объемом головки блока цилиндров или с изменяемым положением верхней мертвой точки поршня (ВМТ), рис. 1. Положение поршня в ВМТ можно регулировать с помощью нестандартной кривошипно-шатунной передачи в сочетании с двухкомпонентным шатуном, который управляется дополнительным валом или с помощью реечной передачи для передачи мощности от поршня к коленчатому валу.В качестве альтернативы, сохраняя обычный привод коленчатого вала, положение поршня (ВМТ) может быть изменено путем изменения расстояния между коленчатым валом и головкой блока цилиндров или путем изменения кинематической эффективной длины привода коленчатого вала. Расстояние между коленчатым валом и головкой блока цилиндров можно изменять, наклоняя головку блока цилиндров вместе с цилиндром цилиндра относительно опор подшипников или с помощью механизма транслятора, действующего на головку блока цилиндров и цилиндр. Требуемое изменение расстояния можно реализовать также за счет использования коленчатого вала с эксцентриковой опорой.Изменение кинематически эффективных длин открывает широчайший диапазон конструктивных возможностей: высоту сжатия, длину шатуна и радиус кривошипа можно изменять с помощью эксцентриковых подшипников или с помощью линейного направляющего устройства [21–23].


С учетом технологических возможностей и экономических требований разработан экспериментальный двигатель с автоматическим механизмом с двухсекционным шатуном (трехшатунным) для регулирования зазора, рисунок 2 [3].Вспомогательный механизм управления для автоматического (CR) переключения включает в себя электронный блок управления (ECU) и тягу управления, оба соединены со спиральной шестерней, установленной как соединение.

Разработанный (VCR) двигатель с трехшатунным механизмом может быть использован во всех современных дизельных и бензиновых двигателях, в которых применяется VCR с целью оптимизации КПД.

2.2. Экспериментальная установка

Эксперименты проводились в Лаборатории двигателей инженерного факультета Крагуевацкого университета (FIN).В эксперименте использовался одноцилиндровый четырехтактный дизельный двигатель с воздушным охлаждением DMB – Lombardini типа 3LD450 (прямой впрыск топлива, мощность 6 кВт, диаметр цилиндра 80 мм, ход поршня 85 мм) [4, 5].

Геометрическое значение CR ( ε ) варьируется от 17,5 до 12,1: 1 путем замены поршней с поршневой чашей другого объема (реализуется путем изменения диаметра поршневой камеры с 43 до 55 мм). Хорошо известно, что конструкция корпуса поршня влияет на смешивание воздуха с топливом и последующее сгорание и процессы образования загрязняющих веществ в дизельном двигателе с прямым впрыском (DI).В этой статье все результаты исследований были связаны исключительно с CR.

В ходе экспериментов двигатель работал на штатном дизельном топливе с характеристиками, указанными в таблице 1 [4, 5].


Описание Значения

Цетановое число (CN) 52
Удельная плотность при температуре около 20 ° C, ( г / см 3 ) 0.839
Кинематическая вязкость при температуре около 20 ° C, (мм 2 / с) 3,964
Содержание серы (%) 0,5

Испытание Буровая установка оснащена системой измерения и сбора данных, рис. 3. На двигателе установлены различные датчики для измерения различных параметров. На поверхность топливопровода высокого давления устанавливалась термопара. Прецизионный датчик угла поворота коленчатого вала (CA) был соединен с коленчатым валом двигателя.Программа хранит данные о давлениях и объемах, соответствующих определенному (CA) месту, для построения кривых индикаторной диаграммы. Давление в баллоне измеряется с помощью пьезоэлектрического преобразователя с водяным охлаждением (AVL QC32D). Сигнал давления усиливается усилителем заряда (Kistler 5007) и обрабатывается с помощью (AVL IndiCom Indicate Software Version 1.2) [5].


Программное обеспечение предоставляет возможность анализа данных сгорания, таких как скорость тепловыделения, задержка воспламенения, время сгорания в градусах и пиковое давление, и сохраняет их отдельно для анализа в системе сбора данных.

Опытный двигатель испытан на динамометрическом стенде (SCHENK U1-16 / 2). Испытания проводятся на CRof (12,1, 13,8, 15,2 и 17,5: 1). Рабочие режимы для анализа расхода топлива и выхлопных газов определены в соответствии с 13-режимным циклом Европейского стационарного цикла (ESC). Удельный выброс выхлопных газов рассчитывается с использованием полученных данных по выбросу выхлопных газов и измеренной мощности двигателя в соответствующей рабочей точке. Окончательные результаты по выбросам выражены в (г · кВт –1 · ч –1 ), [5].

Выхлопные газы анализируются с помощью измерительного оборудования (AVL Dicom 4000). Выбросы твердых частиц (ТЧ) определяются косвенно посредством эмпирической корреляции между измеренными значениями дыма и ТЧ. Дымность измеряется прибором (AVL 409) по методике BOSCH [3–5].

3. Результаты и обсуждение
3.1. Моделирование процесса сгорания в дизельных двигателях с использованием VCR

Теоретический анализ . Характеристики сгорания можно сравнить с помощью давления газа в цилиндре, скорости тепловыделения, задержки воспламенения и т. Д.

Нормализованная скорость тепловыделения (NHRR) - важный параметр для анализа процесса сгорания в цилиндре двигателя. Важные параметры процесса горения, такие как продолжительность и интенсивность горения, для различных нагрузок двигателя (BMEP: среднее эффективное давление в тормозной системе), можно легко оценить по диаграмме скорости тепловыделения, рис. 4.

В анализируемом режиме двигателя период задержки зажигания слишком долго, когда двигатель работает при более низком значении (CR). Более длительный период задержки зажигания приводит к тому, что большая часть впрыскиваемого топлива остается несгоревшей.Большое скопление несгоревшего топлива во время периода задержки воспламенения приводит к резкому пику характеристики, рис. 4 (а). При умеренном снижении CR при повышенных нагрузках (BMEP = 0,48 МПа) происходит снижение максимальной температуры цилиндра. При дальнейшем уменьшении КЛ максимальные температуры начинают расти [5]. Объяснение заключается в значительном увеличении максимума закона сгорания из-за увеличенной задержки зажигания, рис. 4 (а), вызванной более низкими температурами во время впрыска топлива.Это приводит к увеличению количества топлива, сжигаемого при сжигании предварительно смешанной смеси.

При малых нагрузках (BMEP = 0,24 МПа), когда CR уменьшается, максимальные значения закона горения непрерывно уменьшаются, рисунок 4 (а), что отражается в уменьшении максимальных значений температуры цилиндра [5].

Влияние CR на интегральное тепловыделение или эффективность сгорания показано также на рисунке 4 (b). Изменение формы камеры сгорания с уменьшением CR приводит к некоторому снижению полноты сгорания.

В дизельном двигателе давление в цилиндре зависит от сгоревшей топливной фракции во время фазы горения предварительной смеси, то есть начальной стадии сгорания. Давление в баллоне характеризует способность топлива хорошо смешиваться с воздухом и состояние горения. Опытный двигатель имеет старую систему впрыска топлива с низким давлением впрыска. Поскольку нам не удалось получить современную систему впрыска топлива, мы решили провести испытания с существующими системами впрыска топлива. Поэтому все результаты были получены при низком давлении впрыска.

Функция Vibe - одно из самых известных уравнений или функций, которые используются для моделирования процесса сгорания в двигателях (IC). Функция Vibe часто используется для определения фактических характеристик тепловыделения двигателя. Интеграл функции Vibe дает долю массы топлива, которая была сожжена с момента начала сгорания.

В данной статье описывается методология моделирования процесса горения с целью увидеть, как рабочие режимы и величина (CR) влияют на параметры функции двойного Vibe [24].Если моделируется процесс работы дизельного двигателя с ДВ и предварительно смешанным сгоранием, необходимо использование функции двойного Vibe [5]. В дизельных двигателях (DI) с отчетливым взрывным и диффузионным сгоранием модель, основанная на одной функции Vibe, не может описать характерную форму процесса сгорания. В этом случае необходимо использовать модель, основанную на суперпозиции двух функций Vibe, одна из которых моделирует взрывоопасную часть (индекс «1»), а другая - диффузную часть (индекс «2»), а именно:

Double Функция Vibe выражается как сумма первой и второй частей функции Vibe:

.

Воспламенение от сжатия с контролируемой реактивностью (RCCI) смесей бензин-CNG

В этом разделе подробно рассматриваются характеристики и сгорание смесей бензин-CNG в системе сгорания RCCI для обоих методов. В нем объяснены параметры, влияющие на горение низкоактивных видов топлива, и метод управления процессом горения.

3.1. Характеристики горения бензин-КПГ в двигателе внутреннего сгорания RCCI

Было обнаружено, что степень расслоения КПГ в общей смеси оказывает значительное влияние на максимальную нагрузку с точки зрения достижимого IMEP и φTotal.Степень расслоения определяется синхронизацией закачки, при этом 300 ° BTDC представляет гомогенную смесь, а 120 ° BTDC представляет собой расслоенную смесь. У 300 ° BTDC очень ранний момент впрыска, и топливо впрыскивается, когда впускной клапан открыт. Следовательно, именно топливо имеет достаточно времени, чтобы полностью смешаться с воздухом и образовать однородную смесь. С другой стороны, при 120 ° до ВМТ топливо впрыскивается после закрытия впускного клапана, а время перемешивания топлива и воздуха очень короткое и не позволяет полностью перемешаться.

На рис. 11 показано, что при закачке до КМТ 300 и 240 ° могут применяться более высокие коэффициенты полной эквивалентности. Но при 180 ° и 120 ° ВМТ максимальный рабочий φTotal был ограничен уменьшенным IMEP при заданном φTotal по сравнению со случаями 300 и 240 ° BTDC.

Рисунок 11.

Влияние степени расслоения КПГ на ИМЭП. (K - ограничено детонацией; mf - ограничено пропуском зажигания).

Результаты IMEP показывают согласие с исследованиями Genchi G и Pipitone E [22], где повышенный состав CNG дает более высокий IMEP.При наивысшей степени стратификации, хотя максимальная нагрузка была ограничена, не было значительного падения IMEP, и тенденция была аналогична условиям 300 и 240 ° BTDC. Соответствующие значения указанного теплового КПД показаны на Рисунке 12. Наблюдалось, что максимальная нагрузка ограничивается детонацией, когда СПГ закачивался при 300 ° ВМТ, а в других случаях увеличение скорости закачки СПГ приводило к нестабильной работе или пропускам зажигания.

Рис. 12.

Влияние степени стратификации КПГ на указанный тепловой КПД.

Из рисунка 13 видно, что момент зажигания можно изменить, изменив момент впрыска СПГ при заданной нагрузке. Момент воспламенения был определен путем определения начальной скорости выделенного тепла и массовой доли сожженного топлива, полученных из данных давления, где 0% точек до непрерывного распространения сгоревшей массовой доли определяется как начало зажигания анализируемых циклов сгорания.

Рис. 13.

Влияние степени расслоения КПГ на угол опережения зажигания.

Когда скорость впрыска CNG была увеличена, момент зажигания был задержан из-за более высокого октанового числа CNG. Кроме того, более высокая степень расслоения приводила к более высоким приращениям задержки момента зажигания по мере увеличения скорости впрыска КПГ. Наклон кривых был более крутым при задержке времени впрыска. При заданном увеличении скорости впрыска КПГ увеличение задержки момента зажигания было выше при увеличении степени расслоения. То есть как скорость впрыска, так и степень расслоения СПГ оказали значительное влияние на момент зажигания при работе с φg = 0.20. Однако максимальный общий коэффициент эквивалентности был меньше, чем полученный при впрыске КПГ при 300 и 240 ° до ВМТ.

Было обнаружено, что продолжительность горения сокращалась при увеличении скорости впрыска КПГ на 300, 240 и 80 ° до ВМТ. Когда СПГ закачивался при 180 и 120 ° до ВМТ, продолжительность горения была незначительно затронута, и сначала она уменьшалась до определенных значений скорости закачки СПГ, а затем снова увеличивалась.

На рисунках 15–18 показана скорость тепловыделения и повышения давления при различных временах впрыска.Увеличение скорости закачки СПГ при 300 ° до ВМТ ограничивалось детонацией, как показано на Рисунке 14. Но с более поздним временем закачки, с φg = 0,20, любое увеличение скорости закачки СПГ приводило к задержке самовоспламенения и снижению пикового давления. Таким образом, увеличение скорости впрыска КПГ сверх определенных уровней приводило к пропуску зажигания или отсутствию возгорания, тем самым определяя максимальный предел нагрузки.

Рисунок 14.

Влияние степени расслоения КПГ КПГ на продолжительность горения.

Как показано на Рисунке 15, увеличение скорости впрыска СПГ привело к задержке момента зажигания.До φTotal = 0,33 результирующее пиковое давление увеличивалось, а при дальнейшем увеличении скорости закачки КПГ оно снижалось. Кроме того, выше φ Total = 0,33 задержка опережения зажигания была более значительной и приводила к снижению пикового давления. Как будет обсуждаться позже в этом разделе, эффективность сгорания обоих видов топлива увеличилась, а выбросы Ch5 снизились с увеличением φTotal выше 0,33, как показано на рисунках 23 и 29.

Рисунок 15.

История давления и скорость тепловыделения с СПГ закачка при 240 ° до ВМТ.

Таким образом, можно сделать вывод, что выше φTotal = 0,33 пиковое давление снижалось из-за задержки воспламенения, и сгорание было более полным с увеличением скорости впрыска при 240 ° до ВМТ. То есть увеличение φg выше 0,33 привело к снижению пикового давления без снижения теплового КПД, как показано на рисунке 12. Скорость тепловыделения увеличивалась с увеличением скорости впрыска СПГ до φTotal = 0,40, выше которой она снова снижалась. Выше φTotal = 0,42 увеличение скорости впрыска КПГ приводило к пропуску зажигания или отсутствию возгорания, а сгорание бензина и КПГ прекращалось.

При впрыске CNG при 180 ° до ВМТ увеличение скорости впрыска CNG привело к более значительной задержке момента зажигания. Было незначительное увеличение пикового давления, когда φTotal было увеличено до 0,26, после чего оно снова снизилось. Тепловой КПД и эффективность сгорания увеличились, в первую очередь, за счет значительного увеличения полноты сгорания СПГ, о чем свидетельствуют выбросы Ch5, как показано на Рисунке 29. Скорость тепловыделения увеличивалась с увеличением скорости впрыска СПГ, как показано на Рисунке 17.Однако увеличение скорости впрыска СПГ выше φTotal = 0,26 привело к снижению общей эффективности сгорания и высоким выбросам Ch5, как показано на рисунках 23 и 29. Это говорит о том, что степень расслоения, создаваемая при впрыске 180 ° BTDC, приводит к ухудшению сгорания и приводит к снижению по тепловому КПД, как показано на Рисунке 12. Аналогичные тенденции наблюдались при закачке СПГ при 120 ° до ВМТ, когда φTotal был увеличен выше 0,24, как показано на Рисунке 16.

Рисунок 16.

История давления и скорости тепловыделения при закачке СПГ при 120 ° до ВМТ.

Рис. 17.

История давления и скорость тепловыделения при впрыске КПГ при 180 ° до ВМТ.

Рис. 18.

История давления и скорость тепловыделения при впрыске КПГ при 80 ° до ВМТ.

Рис. 19.

Массовые доли, сжигаемые при впрыске КПГ при 240 ° до ВМТ.

Рис. 20.

Массовые доли, сжигаемые при впрыске КПГ при 180 ° до ВМТ.

Рис. 21.

Массовые доли, сжигаемые при впрыске КПГ при 120 ° ВМТ.

Рисунок 22.

Массовые доли, сжигаемые при впрыске КПГ при 80 ° до ВМТ.

Рисунок 23.

Влияние степени расслоения на полноту сгорания.

Рисунок 24.

Влияние впрыска КПГ на температуру выхлопных газов.

Рисунок 25.

Влияние степени расслоения КПГ на выбросы NOx.

Рисунок 26.

Влияние степени стратификации КПГ на образование NO2.

Рисунок 27.

Влияние степени расслоения КПГ на выбросы CO.

Рисунок 28.

Влияние степени расслоения КПГ на выбросы УВ.

Рисунок 29.

Влияние времени впрыска на выбросы Ch5 с φg = 0,20.

Рисунок 30.

Влияние зазоров впрыска на характеристики горения смеси ГПГ для 50 и 90% состава при лямбда 1.

Рисунок 31.

Влияние зазора впрыска на полноту сгорания для различных составов смеси при лямбда 1

Рисунок 32.

Распределение смеси для 30 и 90% состава смеси при зазоре впрыска 0 и 20 мс.

Рисунок 33.

Задержка горения относительно КНИ.

Рисунок 34.

Последовательность горения для ГПГ при составе смеси 60/40 и лямбда 1.

Рисунок 35.

Влияние зазора впрыска для состава бензин / КПГ 60/40 при лямбда 1.

При впрыске КПГ задержка до 80 ° до ВМТ, увеличение скорости впрыска привело к значительной задержке зажигания; однако влияние на пиковое давление до φTotal = 0 было менее заметным.28. Увеличение φTotal выше привело к более значительной задержке воспламенения и пикового давления, а также к увеличению скорости тепловыделения. Тепловой КПД и эффективность сгорания увеличились, в первую очередь, за счет значительного увеличения полноты сгорания СПГ, о чем свидетельствуют выбросы Ch5, как показано на Рисунке 29.

Как показано на Рисунке 19, увеличение скорости впрыска СПГ при 240 ° до ВМТ привело к задержке зажигания. При φTotal = 0,28 и 0,33 наблюдалось небольшое увеличение скорости горения на последней стадии горения по сравнению со сжиганием на чистом бензине.При 180 и 120 ° до ВМТ не наблюдалось значительного влияния на скорость горения топлива из-за увеличения скорости впрыска СПГ, но это вызывало значительную задержку воспламенения, как показано на рисунках 20 и 21. Аналогичные результаты были получены с впрыском СПГ. при 80 ° до ВМТ; однако при φTotal = 0,28 и 0,33 сгорание было медленнее на начальных этапах и быстрее на последних этапах, как показано на рисунке 22.

Как показано на рисунке 23, с увеличением φTotal за счет впрыска CNG на 300, 240, и 80 ° до ВМТ, эффективность сгорания увеличена.Наибольший прирост был получен при закачке сжатого природного газа при температуре 80 ° до ВМТ для данного увеличения φTotal из-за расслоения смеси. Однако при впрыске КПГ при 180 и 120 ° до ВМТ КПД сгорания первоначально увеличивался, но снова снизился и был ниже 80% для всех φTotal.

Наблюдалось, что температура выхлопных газов увеличивалась по мере увеличения скорости впрыска КПГ, как показано на рисунке 24. Повышение температуры выхлопных газов с увеличением скорости впрыска СПГ при 180 и 120 ° ВМТ было меньше, чем наблюдаемое при увеличении скорости впрыска СПГ. при 300, 240 и 80 ° до ВМТ.Когда топлива смешивались однородно, это приводило к более высоким температурам выхлопных газов из-за быстрого горения. Аналогичным образом, когда СПГ был сильно расслоен, это также приводило к более высоким температурам выхлопных газов.

На рисунке 25 показаны указанные конкретные выбросы NO x (ISNO x ). Выбросы NO x были незначительно затронуты и были примерно одинаковыми для всех условий испытаний. Однако при разном времени закачки и скорости закачки КПГ наблюдались разные тенденции.

Увеличение скорости впрыска СПГ привело к резкому увеличению отношения NO 2 / NO x до определенной точки, а затем оно уменьшилось. Как показано на Фигуре 26, отношение NO 2 / NO x почти удвоилось, когда скорость впрыска СПГ была увеличена примерно до φTotal = 0,33 перед тем, как снова снизиться. То есть до определенного значения скорости впрыска СПГ СПГ снижал температуру сгорания и приводил к образованию более высоких количеств NO 2 .

Указанные удельные выбросы CO (ISCO) были значительно снижены, поскольку смесь была обогащена сжатым природным газом путем прямого впрыска во все моменты времени впрыска, как показано на рисунке 27. Однако полученное снижение было самым высоким, когда сжатый природный газ вводился при температуре 300 и 240 °. BTDC. Любое увеличение скорости впрыска КПГ в более поздние сроки закачки приводило к меньшему сокращению выбросов CO. Наименьшее снижение было получено при времени впрыска 80 ° до ВМТ, поскольку высокая степень расслоения СПГ ограничивала доступность и распределение кислорода и разницу температур в СПГ и частицах воздуха.

Было установлено, что на выбросы углеводородов существенно влияет степень расслоения КПГ, как показано на рисунке 28. Наибольшее сокращение выбросов УВ было получено при закачке КПГ при температуре 80 ° до ВМТ. Более высокая степень расслоения СПГ приводит к более полному сгоранию.

На рис. 29 показано массовое соотношение расхода Ch5 в выхлопных газах и массового расхода сжатого природного газа, впрыскиваемого в цилиндр. При заданном постоянном коэффициенте эквивалентности бензина φg = 0,20 непосредственный впрыск КПГ при 80 ° ВМТ приводил к наименьшему выбросу Ch5.Следовательно, сгорание СПГ было более полным, когда он был расслоен. Закачка СПГ при 300 и 240 ° до ВМТ привела к умеренным уровням выбросов Ch5, а самые высокие значения были получены при закачке КПГ при 180 ° до ВМТ. Это происходило из-за создаваемой турбулентности и условий перемешивания в цилиндре, когда поршень менял свое направление при 180 ° до ВМТ.

3.2. Характеристики сгорания бензина и КПГ в камере сгорания постоянного объема

Влияние зазора впрыска на сгорание смеси бензин-сжатый природный газ (GCNG) обсуждается ниже.Изменение зазора впрыска оказало непосредственное влияние на распределение смеси внутри камеры сгорания. Испытано пять интервалов впрыска: 0, 5, 10, 15 и 20 мс. Ожидается, что эти зазоры для впрыска будут иметь возможность напрямую управлять распределением смеси внутри камеры.

Влияние зазоров впрыска показано на Рисунке 30. На нем показаны два состава смеси: 50 и 90% GCNG. Зазор для впрыска дает различный эффект между двумя композициями. В 50% -ном газовом газе более длинный зазор впрыска обеспечивает более высокую эффективность сгорания, максимальное давление, общее выделенное тепло (THR) и более короткую задержку.Кроме того, он также показывает большую продолжительность для всех стадий сгорания. Напротив, более длинный зазор впрыска снижает эффективность сгорания, максимальное давление, THR и более длительную задержку сгорания для 90% GCNG. Однако тенденции в отношении продолжительности горения аналогичны: большая продолжительность для большего промежутка впрыска. Рисунок 31 подтвердил изменение эффекта зазора впрыска на процесс сгорания смеси ГПГ. Точка поворота указана между 70 и 80% состава смеси GCNG. Для всей смеси более 80% показывает снижение полноты сгорания с увеличением зазоров впрыска, в отличие от смесей ниже 70%, которые показывают прирост полноты сгорания с увеличением зазоров впрыска.Эти различия могут быть вызваны распределением смеси внутри камеры.

Распределение смеси внутри камеры для смеси GCNG 30 и 90% с зазором впрыска 0 и 20 мс показано на рисунке 32. На рисунке смесь с сильным расслоением для смеси 30% GCNG с зазором впрыска 0 мс. Расслоение отмечено более темным цветом на дне камеры, что указывает на жидкость высокой плотности (бензин). Изображение показывает, что большая часть бензина была собрана в нижней части камеры из-за импульса впрыска сжатого природного газа, который не позволяет бензину достичь верхней стороны камеры.С другой стороны, интервал впрыска в 20 мс показывает лучшее смешивание топлива, о чем свидетельствует примерно одинаковая интенсивность изображения по всей камере.

Зазоры для впрыска 30% смеси GCNG улучшают скорость смешивания, тем самым увеличивая характеристики сгорания. Кроме того, бензиновое топливо в основном скапливается в нижней части, которая также имеет среднюю низкую температуру по сравнению с верхней. В результате скорость испарения бензина занимает больше времени, что также увеличивает задержку сгорания, как показано на Рисунке 33.

С другой стороны, зазоры впрыска при 90% -ной смеси GCNG имеют такое же распределение жидкого топлива, как на Рисунке 32, где оба зазора впрыска показывают концентрированное распределение топлива в верхней части камеры. Несмотря на сходство, интервал впрыска 0 мс показывает более высокую интенсивность жидкого топлива (более темная область) на верхней стороне камеры по сравнению с интервалом впрыска 20 мс. Он показывает, что зазор впрыска 0 мс имеет большее количество бензина по сравнению с зазором впрыска 20 мс, следовательно, больше времени требуется для процесса испарения.Это основная причина более низкой мощности сгорания, а также большей задержки сгорания на 0 мс по сравнению с зазором впрыска 20 мс.

Последовательность сгорания газового природного газа при зазоре впрыска 0 и 20 мс показана на рисунке 34. Скорость пламени при зазоре впрыска 20 мс выше, чем зазор впрыска 0 мс, с 37,02 м / с в первые 0,5 мс и 15,9 в первые. 1 мс после начала сгорания (SOC), а промежуток впрыска 0 мс с 30,56 м / с и 16,9 м / с при 0,5 мс и 1 мс, соответственно. Рисунок 34 также показывает разницу в цвете пламени для двух зазоров впрыска.Интервал впрыска 20 мс имеет светло-голубой цвет, но с меньшей интенсивностью по сравнению со 100% бензином, а интервал впрыска 0 мс показывает желтый цвет. Можно предположить, что синий цвет является продуктом той же реакции, которая генерирует пероксид гидроксила и увеличивает мощность сгорания смеси.

При 100% -ном сгорании бензина голубое пламя возникает из-за гомогенной смеси, которая создает многоточечное горение за фронтом пламени, что значительно увеличивает мощность сгорания.Аналогичный процесс происходит в интервалах впрыска 20 мс, с этой смесью достигается однородность смеси, поскольку эффект впрыска КПГ проявляется в более длительной задержке сгорания относительно начала впрыска, как показано на Рисунке 35.

Зазоры впрыска оказались прямым влиять на распределение топлива внутри камеры, тем самым влияя на характеристики горения смеси. На процесс сгорания в ВАХ больше всего влияют характеристики распределения топлива внутри камеры в момент сгорания.В этом случае зазоры для впрыска сильно влияют на распределение смеси внутри камеры, где более длинный зазор способствует смешиванию и создает более однородную смесь.

.

4 бензиновых двигателя с искровым зажиганием | Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей

Хитоми, М., Дж. Сасаки, К. Хатамура и Ю. Яно. 1995. Механизм повышения эффективности использования топлива по циклу Миллера и его перспективы на будущее. Документ SAE 950974. SAE International, Warrendale, PA

Hofmann, R., J. Liebl, M. Kluting, and R. Flierl. 2000. Новый 4-цилиндровый бензиновый двигатель BMW - Бескомпромиссное снижение расхода топлива. Документ SAE 2001-08-0043.SAE International, Warrendale, Pa.

Ивамото, Ю., К. Нома, О. Накаяма, Т. Ямаути. 1997 г. Разработка бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Технический документ JSAE № 9732009.

Кодзима, С. 2008. Разработка высокоэффективного бензинового двигателя с низким уровнем выбросов. Документ SAE 2008-01-0608. SAE International, Warrendale, Pa.

Колвич, г. 2009. Пилотное исследование анализа затрат на технологии малой мощности. Отчет FEV 07-069-103F. Подготовлено для Агентства по охране окружающей среды США, Анн-Арбор, штат Мичиган.3 сентября. FEV, Inc., Оберн-Хиллз, штат Мичиган,

.

Колвич, Г. 2010. Анализ затрат на технологии малой мощности - отчет о дополнительных тематических исследованиях. Подготовлено для Агентства по охране окружающей среды США. FEV, Inc., Оберн-Хиллз, штат Мичиган,

Кувахара К., Т. Ватанабе, Х. Танда, К. Уэда и Х. Андо. 2000. Конструкция впускного канала для двигателя Mitsubishi GDI-Engine для реализации отличительного потока в цилиндре и высокого коэффициента заряда. Документ SAE 2000-01-2801. SAE International, Warrendale, Pa.

Леоне Т.Г. и М. Позар. 2001. Преимущество экономии топлива за счет чувствительности отключения цилиндров к применению автомобиля и эксплуатационным ограничениям. Документ SAE 2001-01-3591. SAE International, Warrendale, Pa.

Линдгрен Р., М. Скогсберг, Х. Сандквист и И. Денбратт. 2003. Влияние отложений в форсунках на смесеобразование в двигателе DISC SI. Технический документ JSAE № 20030110.

Martec Group, Inc. 2008. Переменная стоимость технологий экономии топлива. Подготовлено к альянсу автопроизводителей.1 июня; с изменениями 26 сентября и 10 декабря.

Мисовек, К., Б. Джонсон, Дж. Мансури, О. Стурман и С. Мэсси. 1999. Технология цифрового клапана применяется для управления приводом гидравлического клапана. SAE Paper 1999-01-0825. SAE International, Warrendale, Pa.

Накада, М. 1994. Тенденции в технологии двигателей и трибологии. Triblogy International 27 (1), февраль.

NESCCAF (Центр Северо-восточных штатов за будущее чистого воздуха). 2004. Снижение выбросов парниковых газов от легковых автомобилей.Март.

NRC (Национальный исследовательский совет). 2002. Эффективность и влияние корпоративных стандартов средней экономии топлива (CAFE). National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия

Петижан Д., Л. Бернардини, К. Миддлмасс и С.М. Шахад. 2004. Передовая технология турбонаддува бензиновых двигателей для повышения экономии топлива. Бумага SAE 2004-01-0988. SAE International, Warrendale, Pa.

Пишингер, С., К. Япичи, М. Швандерлапп и К. Хаберманн. 2001. Переменная компрессия в двигателях SI.Документ SAE 2001-24-0050. SAE International, Warrendale, Pa.

Прист, М., и К.М. Тейлор. 2000. Трибология автомобильных двигателей - Приближение к поверхности. Носите 241: 193-203. SAE International, Warrendale, Pa.

Ребберт М., Г. Кройзен и С. Лауэр. 2008. Отключение нового цилиндра от FEV и Mahle. Документ SAE 2008-01-1354. SAE International, Warrendale, Pa.

Ricardo, Inc. 2008. Исследование потенциальной эффективности транспортных средств, снижающих углекислый газ.Подготовлено для Агентства по охране окружающей среды США. EPA420-R-08-004. Договор № ЭП-С-06-003. Рабочее задание №1-14. Анн-Арбор, штат Мичиган,

Rosenberg, R.C. 1982. Общие соображения о трении при конструкции двигателя. Документ SAE 821576. SAE International, Warrendale, PA

Schwarz, C., E. Schünemann, B. Durst, J. Fischer, and A. Witt. 2006. Возможности распыляемой системы сгорания BMW DI. Документ SAE 2006-01-1265. SAE International, Warrendale, Pa.

Зеллнау, М., Т. Кунц, Дж. Синнамон и Дж. Буркхард. 2006. Двухступенчатый регулируемый клапан срабатывания: Оптимизация системы и интеграция в двигатель SI. Документ SAE 2006-01-0040. SAE International, Warrendale, Pa.

Shahed, S.M., and Karl-Heinz Bauer. 2009. Параметрические исследования влияния турбонаддува на уменьшение габаритов бензиновых двигателей. Документ SAE 2009-01-1472. SAE International, Warrendale, Pa.

Шин С., А. Кузенца и Ф. Ши. 2004. Влияние смещения коленчатого вала на характеристики сгорания и трения двигателя SI.Документ SAE 2004-01-0606. SAE International, Warrendale, Pa.

Sierra Research. 2008. Базовый анализ стоимости и долгосрочного воздействия стандартов экономии топлива Закона об энергетической независимости и безопасности. Сакраменто, Калифорния, 24 апреля

Симко А., Чома М., Репко Л. 1972. Контроль выбросов выхлопных газов с помощью процесса сгорания, запрограммированного Фордом - P ROCO. Документ SAE 720052. SAE International, Warrendale, PA

Сораб Дж., С. Корчек, К. Брауэр и У. Хаммер. 1996 г.Снижение трения моторных масел с низкой вязкостью в подшипниках. Документ SAE 962033. SAE International, Warrendale, PA

Штейн Р.А., К.Дж. Хаус и Т.Г. Леоне. 2009. Оптимальное использование E85 в двигателе с прямым впрыском с турбонаддувом. Документ SAE 2009-01-1490. SAE International, Warrendale, Pa.

Sycomoreen. BMW Valvetronic. См. Http://sycomoreen.free.fr/imgs/IMAGES/autoconcept/BMW_valvetronic.jpg.

Такемура, С., С. Аояма, Т. Сугияма, Т. Нохара, К. Мотеки, М.Накамура и С. Хара. 2001. Исследование системы непрерывного регулируемого события и подъема клапана (VEL). Документ SAE 2001-01-0243. SAE International, Warrendale, Pa.

Х. Танака, Т. Нагашима, Т. Сато и С. Каваути. 1999 г. Влияние маловязкого моторного масла 0W-20 на экономию топлива. Документ SAE 1999-01-3468. SAE International, Warrendale, Pa.

Танака Ю., Р. Хиёси, С. Такемура, Ю. Икеда и М. Сугавара. 2007. Исследование механизма управления степенью сжатия для многорычажного двигателя с переменной степенью сжатия.Документ SAE 2007-01-3547. SAE International, Warrendale, Pa.

Тейлор, К. 1998. Трибология автомобильного двигателя - Конструктивные соображения по эффективности и долговечности. Носите 221: 1-8.

Тейлор Р.И. и К.Р. Кой. 1999. Повышение топливной эффективности за счет конструкции смазочного материала: обзор. Труды Института инженеров-механиков 214, часть J.

Toyota Motor Company. 2007. Toyota разрабатывает клапанный механизм двигателя нового поколения. 12 июня, доступно на http://www2.toyota.co.jp/en/news/07/0612.html.

Таттл, Дж. 1980. Управление нагрузкой на двигатель за счет позднего закрытия впускного клапана. Документ SAE 800794. SAE International, Warrendale, PA

Verhelst, S., J. De Landtsheere, F. De Smet, C. Billiouw, A. Trenson и R. Sierens. 2008. Влияние наддува, системы рециркуляции отработавших газов и изменения фаз газораспределения на мощность и выбросы водородных двигателей внутреннего сгорания. Документ SAE 2008-01-1033. SAE International, Warrendale, Pa.

Вирбелейт, Ф., К.Биндера и Д. Гвиннера. 1990 г. Разработка поршней с регулируемой высотой сжатия для повышения КПД и удельной мощности двигателей внутреннего сгорания. Документ SAE

9. SAE International, Warrendale, PA

Вурмс Р., М. Григо и В. Хац. 2002. Технология Audi FSI - улучшение характеристик и снижение расхода топлива. Документ SAE 2002-33-0002. SAE International, Warrendale, Pa.

.

Смотрите также