Todos sabemos que en algunos países y regiones desarrollados, como América del Norte, los requisitos de emisión de motores diesel se han actualizado al estándar Tier 4 , que es mucho más alto que el doméstico. Por lo tanto, en estas áreas, algunas instituciones de investigación técnica y científica se esfuerzan constantemente por mejorar la eficiencia del combustible para mejorar la eficiencia térmica de los motores diesel. Este artículo se basa en tal propósito. El siguiente es el texto:
Los fabricantes de motores buscan constantemente formas de aumentar la productividad, mejorar la confiabilidad y reducir los costos operativos al tiempo que cumplen con las estrictas regulaciones de emisiones. La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU.' s Tier 4 presenta una gran demanda sin precedentes. Como fabricante de motores diesel, podemos' no podemos evitar preguntar:" ¿Qué hacer a continuación?"
En la actualidad, la eficiencia térmica de los motores diesel es de aproximadamente 40% a 45%. La Agencia de Energía de los Estados Unidos (DOE) ha establecido un objetivo del 55%. Al final de 2020, este objetivo será posible. La nueva tecnología no solo mejorará el trabajo de los motores diesel. Eficiencia, pero también comercial. Según los expertos técnicos de Ricardo&# 39 (Ricardo: una empresa de consultoría de ingeniería fundada por Sir Ricardo, el traductor): Existen cuatro técnicas para este problema que pueden afectar la eficiencia térmica de los motores diesel en el futuro.
Motor diesel tradicional
1 Miniaturización del motor
Miniaturización significa reducir el desplazamiento del motor, pero la potencia de salida es constante. El objetivo de reducir el desplazamiento es más del 10%, lo que se traduce en un aumento del 1% al 4% en la eficiencia del combustible. El motor miniaturizado es más adecuado para su uso en equipos pequeños fuera de carretera. En algunos equipos, el control de reducción de velocidad también es una posibilidad. Para lograr un aumento en la eficiencia. Por ejemplo, siempre que la velocidad del motor se reduzca en 200 revoluciones, se puede lograr una mejora en la economía de combustible de 1% a 3%.
El aumento de la presión del cilindro es otro enfoque factible, pero esto requiere que la relación de compresión del combustible aumente sincrónicamente y que la resistencia de la culata también aumente. En la actualidad, la dirección de la investigación técnica ha estado superando la dirección de nuevos materiales. El grafito compactado es un material relativamente nuevo que puede proporcionar una fuerte presión y un peso ligero.
La tercera dirección de investigación es la inyección de combustible y la mezcla de aire en el cilindro. El aumento de la presión del combustible mejora el suministro de combustible y la combustión, lo que resulta en un mayor rendimiento y menores emisiones.
Para mejorar la eficiencia de la combustión, el diseño del pistón en el cilindro también se ha vuelto a poner en la agenda. Por ejemplo, el sistema de combustión Twin Vortex (TVCS) de Ricardo&# 39, el núcleo de esta tecnología es la inyección de combustible dividida en combustión superior e inferior para gestionar mejor la relación aire-combustible y reducir el hollín. Esto dará como resultado menores emisiones del motor y una mejor eficiencia del combustible.
2 Recuperación de calor residual
La conversión del calor residual y la recuperación del calor residual son otra dirección de investigación. Aproximadamente 50% de la energía del motor' s es calor residual, y la mitad de este calor se desperdicia (es decir, 25% de la energía total). Desde esta perspectiva, el espacio disponible para la recuperación del calor residual es enorme.
Actualmente hay dos métodos principales de recuperación de energía: directo e indirecto. El método directo convierte el calor residual en energía eléctrica mediante el uso de un generador termoeléctrico (TEG). TEG funciona generando un voltaje entre diferentes metales expuestos a altas temperaturas, similar a un termopar que produce energía eléctrica. En última instancia, la potencia generada por el TEG puede actuar sobre el cigüeñal del motor para compensar la potencia consumida por el accionamiento mecánico interno del motor, como el exceso de potencia que se puede almacenar para su uso en otros lugares. El método más común de método indirecto es el ciclo de Rankine. El principio es usar calor residual para generar vapor, y luego usar la energía cinética generada por el vapor. Se espera que para 2020, este dispositivo mejore la eficiencia del combustible en más de 7. 5%.
3 Tecnología de válvula variable
El accionamiento de válvula variable (VVA) es una tecnología similar a la que se encuentra en los motores automotrices, y se usa más comúnmente en motores diesel grandes. En comparación con otras tecnologías, como los cilindros rotos, la tecnología de válvula variable hace que sea más fácil aumentar la eficiencia del combustible y aumentar la salida de par a bajas velocidades. Actualmente, esta tecnología está siendo investigada.
4 Control de combustión en circuito cerrado
El concepto de control de combustión de circuito cerrado es el proceso de monitorear toda la combustión en tiempo real. Esto requiere el control de la inyección de combustible, incluidas las estrategias de inyección de combustible, los ajustes de presión en el cilindro y similares. Los datos muestran que el control de circuito cerrado puede mejorar la eficiencia de la combustión en un 2% - 4% en comparación con el control de circuito abierto convencional. Sin embargo, el control de circuito cerrado provoca un aumento en la complejidad del sistema, lo que trae problemas de estabilidad. Por ejemplo, el sensor debe profundizar en el cilindro para sondear la presión y la temperatura, y debe poder procesar los datos rápidamente, lo que también significa costo. incrementar. Sin embargo, la tecnología de control de circuito cerrado ha demostrado su eficacia en motores de automoción. Por lo tanto, en el futuro, la dirección de la tecnología de motores diesel de servicio pesado seguramente será una dirección inevitable.
Cuatro direcciones de investigación que afectan la eficiencia del motor diesel.
Estas tecnologías son solo una serie de tecnologías que se han desarrollado bajo regulaciones de emisión cada vez más estrictas. En el futuro, se cree que los requisitos globales de emisiones serán cada vez más estrictos. La eficiencia de combustión de los motores diesel es una dirección técnica en cualquier momento. En un futuro cercano, la eficiencia de combustión de los motores diesel será mayor y mayor.
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