Kuidas töötab homogeenne laengu survesüüde

Kütusesäästlikkuse parandamise ja heitkoguste vähendamise otsinguil on vana ja väga paljutõotav idee leidnud uue elu. HCCI (homogeenne laeng Survesüüde) tehnoloogia on olnud pikka aega olemas, kuid on hiljuti pälvinud uut tähelepanu ja entusiasmi. Kui esimestel aastatel oli palju ületamatuid (tol ajal) takistusi, millele vastused jõudsid alles siis töötati välja keerukas arvutiga juhitav elektroonika ja küpseks muudetud usaldusväärseteks tehnoloogiateks seiskunud. Aeg on nagu alati teinud oma võlu ja peaaegu kõik probleemid on lahendatud. HCCI on idee, mille aeg on kätte jõudnud koos kõigi tehnoloogia ja teadmiste osade ja osadega, et sellest reaalselt kasu saada.

HCCI mootor on segu mõlemast tavapärasest sädesüüde ja diisel survesüüde tehnoloogia. Nende kahe disainilahenduse segamine pakub diislikütusele sarnast kõrget tõhusust, ilma lämmastikoksiidide ja tahkete osakeste heitkoguste keeruka ja kuluka käsitlemiseta. Kõige põhilisemas vormis tähendab see lihtsalt seda, et kütus (bensiin või E85) segatakse õhuga ühtlaselt (põhjalikult ja täielikult) põlemiskamber (väga sarnane tavalise sädesüütega bensiinimootoriga), kuid väga suure õhu ja kütuse osakaaluga (lahja segu). Kui mootori kolb jõuab survetaktil kõrgeimasse punkti (ülemine surnud keskpunkt), moodustub õhu / kütuse segu isesüttimine (spontaanselt ja täielikult põleb ilma süüteküünla abita) survekuumusest, sarnaselt diislikütusega mootor. Tulemus on mõlemast maailmast parim: madal kütusekulu ja madal heide.

HCCI mootoris (mis põhineb neljataktilisel Otto tsüklil) on kütuse tarnimise kontroll põlemisprotsessi juhtimisel ülitähtis. Sisselasketapil sisestatakse kütus iga silindri põlemiskambrisse otse silindripeasse paigaldatud kütusepihustite kaudu. See saavutatakse sõltumatult õhu sisselaskest, mis toimub sisselaskeava kaudu. Sisselasketakti lõpuks on kütus ja õhk silindri põlemiskambris täielikult sisse viidud ja segatud.

Kui kolb hakkab survetakti ajal tagasi üles liikuma, hakkab põlemiskambris kogunema kuumus. Kui kolb jõuab selle käigu lõpuni, on kütuse / õhu tekitamiseks kogunenud piisavalt soojust segu iseeneslikult põlema (säde pole vajalik) ja suruge kolb jõu saamiseks alla insult. Erinevalt tavalistest sädemootoritest (ja isegi diiselmootoritest) on põlemisprotsess lahja, madala temperatuuri ja leegi energia eraldumine kogu põlemiskambris. Kogu kütuse segu põletatakse samaaegselt, andes samaväärse võimsuse, kuid kasutades palju vähem kütust ja eraldades protsessis palju vähem heitmeid.

Jõutõmbe lõpus pöörab kolb uuesti suunda ja käivitab heitgaasi, kuid enne seda kõiki heitgaase saab evakueerida, väljalaskeventiilid sulguvad varakult, püüdes osa varjatud põlemisest kinni kuumus. See kuumus säilib ja põletuskambrisse sisestatakse väike kogus kütust a eellaadimine (põlemistemperatuuri ja heitmete kontrollimiseks) enne järgmist sisselasketakti algab.

HCCI mootorite jätkuv arenguprobleem on põlemisprotsessi juhtimine. Traditsioonilistes sädemootorites on põlemise ajastus hõlpsasti kohandatav mootori juhtimismooduliga, muutes sädesündmust ja võib-olla ka kütuse tarnimist. HCCI leegitu põlemisega pole see sugugi nii lihtne. Põlemiskambri temperatuuri ja segu koostist tuleb täpselt reguleerida kiiresti muutuvates ja väga kitsastes künnistes, sealhulgas sellised parameetrid nagu silindri rõhk, mootori koormus ja pöörlemissagedused ning gaasihoovastiku asend, välisõhu temperatuuri äärmus ja õhurõhk muutused. Enamik neist tingimustest on kompenseeritud andurite ja muude tavapäraselt fikseeritud toimingute automaatse reguleerimisega. Komplekti kuuluvad individuaalsed silindrirõhuandurid, muutuva hüdraulilise klapi tõstmine ja nukkvõlli ajastuse elektromehaanilised faasid. Trikk pole mitte niivõrd nende süsteemide tööle saamine, kuivõrd see, et need töötaksid väga kiiresti ja tuhandete miilide ning aastatepikkuse kulumise järel. Võib-olla on sama keeruline ülesanne hoida neid täiustatud juhtimissüsteeme taskukohastena.

• Lahja põlemisega saadakse tavalise sädesüütega mootori kütusesäästlikkus 15 protsenti.
• Puhtam põlemine ja madalam heide (eriti NOx) kui tavalisel sädesüütega mootoril.
• Ühildub bensiini ja E85 (etanool) kütusega.
• Kütust põletatakse kiiremini ja madalamatel temperatuuridel, vähendades soojusenergia kadu võrreldes tavalise sädemootoriga.
• Drosselklapita induktsioonisüsteem kõrvaldab hõõrdepumba kadu traditsioonilistel (drosselklapi korpus) sädemootorid.

• Kõrge silindrirõhk nõuab tugevamat (ja kallimat) mootori ehitust.
• Piiratud võimsusvahemik kui tavalisel sädemootoril.
• Põlemisomaduste paljusid faase on raske (ja kallim) kontrollida.

On selge, et HCCI tehnoloogia pakub tavalise tõestatud sädemega võrreldes paremat kütusesäästlikkust ja heitkoguste kontrolli süüde bensiinimootor. Mis pole veel nii kindel, on nende mootorite võime neid omadusi odavalt ja tõenäoliselt veelgi olulisemalt kogu sõiduki eluea jooksul usaldusväärselt pakkuda. Jätkuvad edusammud elektroonilises kontrollis on viinud HCCI toimiva veekogu juurde reaalsuseks ja selle igapäevaseks tootmiseks üle serva surumiseks on vaja täiendavaid täpsustusi sõidukid.