Wraz ze wzrostem świadomości ochrony środowiska i intensyfikacją kryzysu energetycznego, poprawa efektywności paliwowej silników benzynowych stała się ważnym problemem w branży motoryzacyjnej. Poniżej znajduje się kilka kluczowych środków technicznych, które odegrały ważną rolę w poprawie wydajności silników benzynowych.
1. Optymalizacja układu wlotowego i wydechowego
Zmienna czas zaworu (VVT)
Technologia zmiennej zaworów optymalizuje procesy wlotu i wydechu poprzez regulację czasu otwierania i zamknięcia zaworu, poprawiając w ten sposób wydajność silnika. Ta technologia może dostosować fazę zaworu zgodnie z różnymi warunkami pracy, aby silnik mógł utrzymać wysoką wydajność w różnych warunkach pracy1.
Zmienna podnoszenie zaworu (VVL)
Technologia podnoszenia zaworów zmiennych dodatkowo optymalizuje procesy wlotowe i wydechowe, regulując wysokość podnoszenia zaworu. Ta technologia może zrealizować przełączanie wielu trybów cyklu (takich jak OTTO, Miller, Atkinson), poprawiając w ten sposób wykorzystanie paliwa1.
2. Ulepszenie układu wtrysku
Występowanie o wysokim ciśnieniu
Tradycyjny układ wtrysku kolektora został zastąpiony pod wysokim ciśnieniem bezpośredniego układu wtrysku. Technologia bezpośredniego wtrysku pod wysokim ciśnieniem poprawia rozgłosowanie paliwa poprzez wtryskiwanie paliwa bezpośrednio do cylindra pod wysokim ciśnieniem, promując pełniejsze spalanie, poprawiając w ten sposób oszczędność paliwa 1.
Strategia wielokrotnego wstrzyknięcia
Strategia wielokrotnego wtrysku osiąga stratyfikowane spalanie poprzez wielokrotne wtryskiwanie paliwa podczas procesu spalania, dodatkowo poprawiając wykorzystanie paliwa1.
3. Innowacje modelu spalania
Projektowanie wysokiego współczynnika upadku
Nowoczesna konstrukcja silnika zmieniła się z pistonguide lub Sparkguide na AirGuide. Projektowanie wysokiego współczynnika upadku przyspiesza prędkość spalania i zwiększa PMAX poprzez zwiększenie przepływu powietrza w cylindrze, poprawiając w ten sposób wydajność paliwa 1.
4. Optymalizacja systemu akcesoriów
Zewnętrzna poprawa EGR
Technologia recyrkulacji spalin zewnętrznych (EGR) zmniejsza temperaturę spalania i zmniejsza emisję tlenku azotu poprzez ponowne wprowadzenie części gazu spalin do komory spalania, jednocześnie poprawiając efektywność paliwa 1.
Ulepszenie modułu zarządzania termicznego
Uaktualnienie modułu zarządzania termicznego poprawia wydajność operacyjną silnika poprzez optymalizację zarządzania termicznego silnika, poprawiając w ten sposób efektywność paliwa 1.
5. Zastosowanie najnowocześniejszych technologii
Technologia zmiennego współczynnika kompresji
Silnik zmienny współczynnik kompresji Nissana (VC-T) osiąga optymalne spalanie w różnych warunkach pracy poprzez regulację współczynnika kompresji, poprawiając w ten sposób oszczędność paliwa 1.
Technologia Lean Burn
Technologia Lean Burn (taka jak silniki SPCCI i HCCI) poprawia wydajność cieplną poprzez spalanie w niższym stosunku paliwa powietrza, poprawia w ten sposób wydajność paliwa 1.
Technologia odzyskiwania energii spalinowej
Prius hybrydowy silnik Toyoty Priusa wykorzystuje technologię odzyskiwania energii spalin w celu poprawy ogólnej oszczędności paliwa poprzez odzyskanie energii z gazu spalinowego1.
Technologia turbin elektrycznych
Silnik Mercedes-Benz M256 wykorzystuje technologię turbin elektrycznych w celu poprawy prędkości reakcji silnika i wydajności paliwa poprzez elektryczne turbodoładowanie 1.
6. Technologia hybrydowa
Technologia hybrydowa łączy zalety silników spalinowych i silników elektrycznych, umożliwiając silnik działanie tylko w najwyższym punkcie wydajności, podczas gdy inne warunki pracy są kompensowane przez silnik i akumulator, osiągając w ten sposób wyższą ogólną wydajność 1.
Wniosek
Poprawa efektywności paliwowej silników benzynowych jest złożonym procesem, który wymaga kompleksowego wykorzystania wielu środków technicznych. Efektywność paliwa silników benzynowych została znacznie ulepszona poprzez ciągłą optymalizację systemów spożycia i wydechu, systemów wtrysku, modeli spalania i systemów akcesoriów, a także stosowanie najnowocześniejszych technologii i technologii hybrydowych. Jednak gdy poprawa wydajności cieplnej wchodzi w okres wąskiego gardła, przemysł bardziej skoncentruje się na optymalizacji kompleksowej wydajności w przyszłości w celu osiągnięcia wyższej oszczędności paliwa i niższej emisji.
