Todos sabemos que em alguns países e regiões desenvolvidos, como na América do Norte, os requisitos de emissão de motores a diesel foram atualizados para o padrão de Nível 4 , que é muito mais alto que o doméstico. Portanto, nessas áreas, algumas instituições de pesquisa técnica e científica estão constantemente se esforçando para melhorar a eficiência do combustível para melhorar a eficiência térmica dos motores a diesel. Este artigo é baseado nesse objetivo. O texto a seguir é o seguinte:
Os fabricantes de motores estão constantemente procurando maneiras de aumentar a produtividade, melhorar a confiabilidade e reduzir os custos operacionais, enquanto cumprem os rigorosos regulamentos de emissões. O Nível da Agência de Proteção Ambiental dos EUA' s 4 apresenta uma alta demanda sem precedentes. Como fabricante de motores a diesel, não podemos deixar de perguntar:" O que fazer a seguir? GG?
Atualmente, a eficiência térmica dos motores a diesel é de 40% a 45%. A Agência de Energia dos EUA (DOE) estabeleceu uma meta de 55%. No final de 2020, esse objetivo será possível. A nova tecnologia não apenas melhorará o trabalho dos motores a diesel. Eficiência, mas também comercial. De acordo com os especialistas técnicos de Ricardo&39; (Ricardo: uma empresa de consultoria de engenharia fundada por Sir Ricardo, o tradutor): Existem quatro técnicas para esse problema que podem afetar a eficiência térmica dos motores a diesel no futuro.
Motor diesel tradicional
Miniatura do mecanismo 1
Miniaturização significa reduzir o deslocamento do motor, mas a potência de saída é constante. A meta de reduzir o deslocamento é de mais de 10%, o que se traduz em um aumento de 1 a 4% na eficiência de combustível. O motor miniaturizado é mais adequado para uso em equipamentos off-road menores. Em alguns equipamentos, o controle de redução de velocidade também é uma possibilidade. Para alcançar um aumento na eficiência. Por exemplo, desde que a velocidade do motor seja reduzida em 200 rotações, pode ser obtida uma melhoria na economia de combustível de 1% a 3%.
Aumentar a pressão do cilindro é outra abordagem viável, mas isso requer que a taxa de compressão do combustível aumente de forma síncrona e a força da cabeça do cilindro também aumente. Atualmente, a direção da pesquisa técnica tem superado a direção de novos materiais. A grafite compactada é um material relativamente novo que pode fornecer forte pressão e peso leve.
A terceira direção de pesquisa é a injeção de combustível e a mistura de ar no cilindro. O aumento da pressão do combustível melhora a entrega e a combustão do combustível, o que resulta em maior desempenho e redução de emissões.
Para melhorar a eficiência da combustão, o design do pistão no cilindro também foi recolocado na agenda. Por exemplo, o Sistema de Combustão Vórtice Gêmeo (TVCS) de Ricardo GG, o núcleo desta tecnologia é a injeção de combustível dividida em combustão superior e inferior para gerenciar melhor a proporção ar-combustível e reduzir a fuligem. Isso resultará em menores emissões do motor e melhor eficiência de combustível.
2 Recuperação de calor residual
A conversão de calor residual e a recuperação de calor residual são outra direção de pesquisa. Cerca de 50% da energia do&do motor é desperdício de calor e metade desse calor é desperdiçado (ou seja, 25% da energia total). Nesta perspectiva, o espaço disponível para a recuperação de calor residual é enorme.
Atualmente, existem dois métodos principais de recuperação de energia: direta e indireta. O método direto converte o calor residual em energia elétrica usando um gerador termoelétrico (TEG). O TEG trabalha gerando uma tensão entre diferentes metais expostos a altas temperaturas, semelhante a um termopar que produz energia elétrica. Por fim, a energia gerada pelo TEG pode atuar no virabrequim do motor para compensar a energia consumida pelo acionamento mecânico interno do motor, como o excesso de energia que pode ser armazenado para uso em outros lugares. O método mais comum de método indireto é o ciclo de Rankine. O princípio é usar o calor residual para gerar vapor e, em seguida, usar a energia cinética gerada pelo vapor. Espera-se que em 2020, este dispositivo melhore a eficiência de combustível em mais de 7. 5%.
3 Tecnologia de válvula variável
O acionamento de válvula variável (VVA) é uma tecnologia semelhante à encontrada em motores automotivos e é mais comumente usada em grandes motores a diesel. Comparada a outras tecnologias, como cilindros quebrados, a tecnologia de válvulas variáveis facilita o aumento da eficiência de combustível e a produção de torque em baixas velocidades. Atualmente, essa tecnologia está sendo pesquisada.
4 Controle de combustão em circuito fechado
O conceito de controle de combustão em circuito fechado é o processo de monitorar toda a combustão em tempo real. Isso requer controle da injeção de combustível, incluindo estratégias de injeção de combustível, ajustes de pressão no cilindro e similares. Os dados mostram que o controle de malha fechada pode melhorar a eficiência da combustão em 2% - 4% em comparação com o controle de malha aberta convencional. No entanto, o controle de malha fechada gera um aumento na complexidade do sistema, o que gera problemas de estabilidade. Por exemplo, o sensor deve ir fundo no cilindro para sondar pressão e temperatura e deve poder processar dados rapidamente, o que também significa custo. aumentar. No entanto, a tecnologia de controle em circuito fechado provou sua eficácia em motores automotivos. Portanto, no futuro, a direção da tecnologia de motores a diesel para serviços pesados deve ser inevitável.
Quatro direções de pesquisa que afetam a eficiência do motor diesel
Essas tecnologias são apenas uma série de tecnologias que foram desenvolvidas sob regulamentos de emissões cada vez mais rigorosos. No futuro, acredita-se que os requisitos globais de emissão se tornem cada vez mais rigorosos. A eficiência de combustão dos motores a diesel é uma direção técnica a qualquer momento. Num futuro próximo, a eficiência de combustão dos motores a diesel será cada vez mais alta.
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