Снаружи все выглядит знакомо, если вы привыкли к двигателям как с турбонаддувом, так и с наддувом.
Инженеры по сжиганию топлива, выступающие против электрических двигателей, питают причудливые фантазии. Бензиновые парни мечтают о мощном крутящем моменте дизеля и образцовой тепловой эффективности. Поклонники дизелей жаждут более дешевого топлива и избавления от дорогих систем впрыска и сложных средств контроля выбросов.
Но что, если оба лагеря объединились в одном супердвигателе, сочетающем в себе лучшее из обеих технологий? Вы получите то, что Hyundai и Delphi называют бензиновым зажиганием от сжатия с непосредственным впрыском (GDCI): газовый двигатель, не нуждающийся в свечах зажигания.
Инженеры изучают эту альтернативу более десяти лет. GM и Honda продемонстрировали автомобили, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия с однородным зарядом, работающими на бензине. Совсем недавно Hyundai и Delphi продвинулись вперед, перейдя на послойный заряд (богатая смесь в части цилиндра) в 180-литровом четырехцилиндровом двигателе мощностью 1.8 л.с. с использованием автоматического зажигания от холостого хода до красной отметки 4500 об / мин. Когда позже в этом году исследование переместится из лаборатории на два тестовых автомобиля, должно стать ясно, достижимо ли сочетание дизельной эффективности и удобства бензина.
Этот высокий показатель степени сжатия является ключевым фактором для работы двигателя GDCI. Его соотношение 14.8:1 ближе к 2.0-литровому дизельному двигателю TDI VW (16.5:1), чем к серийному 1.8-литровому газовому двигателю Hyundai (10.3:1).
Экспериментальный двигатель Hyundai, оснащенный непосредственным впрыском, системой изменения фаз газораспределения, турбонаддувом, нагнетателем и системой рециркуляции отработавших газов, снаружи выглядит вполне нормально. Что странно, так это поршни с суповыми чашами, отлитыми в их днищах. Поскольку свечи зажигания не мешают, форсунки могут впрыскивать топливо точно в центр каждой чаши. GDCI обеспечивает самовоспламенение за счет нагрева всасываемого воздуха тщательно контролируемым количеством выхлопных газов с последующим выдавливанием Диккенса из смеси со степенью сжатия 14.8: 1. Впрыск небольшого количества газа непосредственно перед верхней мертвой точкой и основная топливная струя сразу после этой точки приводит к тому, что давление в цилиндре повышается гораздо мягче, чем в любом дизеле. Это повышает эффективность, поскольку давление сгорания работает против опускающегося поршня. Бедная топливно-воздушная смесь, минимальные потери тепла через стенки цилиндра, отсутствие дросселирования и большая степень расширения (обратная сторона степени сжатия) обеспечивают эффективность использования топлива, сравнимую с дизельным двигателем, по словам эксперта Hyundai GDCI, инженера Наяна. (Марк Селлнау был техническим руководителем Delphi в этом проекте.) Наилучшие результаты достигаются за счет минимального завихрения в камере поршня. Давление впрыска топлива находится на уровне бензинового двигателя или составляет лишь пятую часть того, что требуется для дизеля, что обеспечивает значительную экономию средств, меньшие паразитные потери и более тихую работу по сравнению с дизелями. Нагнетатель подает всасываемый воздух на низких скоростях и нагрузках, когда энергии выхлопа недостаточно для вращения турбокомпрессора.
Очистка того, что выходит из камеры сгорания, не представляет особых проблем. Типичные проблемы с дизельным двигателем — твердые частицы и высокие выбросы NOx — не являются проблемой из-за низких температур сгорания GDCI. Бедные смеси снижают эффективность стандартного трехкомпонентного катализатора, и эту проблему решают путем установки второго катализатора окисления для уменьшения выбросов окиси углерода и углеводородов.
Все это приводит к повышению эффективности на 10-15% без перехода на проблемное топливо. Подобные успехи позволят двигателю внутреннего сгорания стать автономным или гибридным двигателем на десятилетия вперед.
Этот контент импортируется из OpenWeb. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.
