Створено 30.08.2010 11:33 Олександр Компанієць
З огляду на той факт, що звичайний поршневий двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ), що працює за циклом Отто, має теплову ефективність 25-30%, інженерам залишається ще величезний простір для творчості в спробах поліпшити ККД класичного ДВС.
У той час як основна увага громадськості прикута до електрифікації персонального транспорту, рідке паливо і раніше має в 100 разів вищу енергетичну ємність, ніж кращі сучасні літієво-іонні батареї, і цей відрив за прогнозами збережеться ще не один десяток років.
З огляду на цей факт, інвестиції в удосконалення ДВС продовжують залишатися актуальними, тим більше що за останній час не тільки виріс ККД ДВС, а й значно скоротилися шкідливі викиди. Тому зараз дуже багато компаній і дослідні установи розробляють нові і модернізують існуючі конструкції цього популярного джерела кінетичної енергії. Опозитний двигун від EcoMotors (OPOC) , Інтелектуальні системи упорскування HCCI і електронного управління клапанами TwinAir і MultiAir від FIAT - ось тільки декілька прикладів перспективних розробок, які покращують ККД ДВС на десятки відсотків.
Ще одна цікава ідея модернізації ДВС запропонована каліфорнійською компанією Transonic Combustion. У 2007 році представники компанії стверджували, що створили технологію, що дозволяє автомобілю зменшити витрату палива до 2.3 літрів на 100 км шляху. І тільки тепер, після трьох років, ми, нарешті, можемо отримати подробиці, що стосуються нової технології.
Основним елементом трансзвуковой технології є система доставки паливної суміші в робочі циліндри ДВС, придумана засновником компанії Майком Чейкен (Mike Cheiky). Ідея Майка полягала в переклад паливної рідини в суперкритичним стан перед уприскуванням в робочу камеру циліндра. Речовини в природі зазвичай можуть існувати в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному в залежності від температури і тиску. Рідкі палива такі як бензин і солярка зазвичай згоряють тільки після того як вони перетворилися на пару.
Надкритичної стан речовини - четвертий стан речовини, яке знаходиться між рідиною і газом і має властивості того й іншого, також як і свої унікальні властивості. Щоб досягти такого стану рідина нагрівають до температури перевищує точку кипіння, в той же час, підвищуючи тиск. Як стверджують дослідники компанії Transonic Combustion, в сверхкритическом стані речовина може горіти набагато швидше, ніж в звичайному газоподібному стані, що дає ряд переваг у збільшенні ефективності ДВС і зниження викидів.
Нова трансзвуковая технологія включає два основних аспекти: підготовка палива і прямий впорскування. Система вприскування - це модернізована система прямого впорскування високого тиску (200-300 бар), що доставляє підготовлену спеціальним чином суміш в робочі циліндри двигуна. Перед уприскуванням спеціальна система переводить паливо в надкритичної стан - це і є основним секретом нової технології.
У традиційному поршневому ДВС до однієї третьої енергії горіння втрачається на нагрівання стінок циліндра і далі охолоджуючі рідини. Один із способів зменшити ці втрати - сконцентрувати «факел» ближче до центру циліндра, знизивши температуру під стінами. Transonic Combustion стверджує, що паливо в суперкритичному стані згорає набагато швидше, і тому менша частина тепла досягає бічних поверхонь циліндра, зменшуючи тим самим втрати на нагрівання. У цей випадку більшу кількість хімічної енергії палива може бути трансформовано в механічну енергію поршня.
Швидке горіння палива дає ще одну перевагу. У типовому поршневому двигуні займання суміші починається тоді, коли поршень ще рухається вгору в циклі стиснення паливної суміші, що призводить до втрат енергії, яка гальмує піднімається поршень. Завдяки більш високій швидкості згоряння паливної суміші, момент займання палива можна затримати до того моменту поки поршень не досягне верхньої мертвої точки, або навіть почне рухатися вниз, що призведе до ще одного зниження втрат. Цікавою особливістю трансзвукового двигуна є те, що працюючи на бензині з октановим числом 87, для займання суміші він використовує високий тиск (15: 1) також як і дизельні двигун.
Інженери компанії зазнали двигун з різними типами палива, і нова технологія показала сумісність з бензином, дизельним паливом, етанолом та бутанолом. Розробники зупинилися на бензині, як на найпоширенішому паливі.
Далі були успішно проведені спроби модернізації існуючих двигунів найвідоміших виробників установкою системи Transonic. Що дозволило отримати економію палива 25-30% в порівнянні з базовими версіями двигунів. Більш того, випробування модернізованих двигунів показали значне зниження шкідливих викидів.
Зараз компанія співпрацює з декількома автовиробниками, які допомагають проводити експерименти з прототипами нових моторів. Більш детальна інформація тримається в таємниці, так як її розголошення може призвести до втрати конкурентної переваги, а значить і інвестицій вкладених в цю перспективну розробку.
джерело: autoblog.com