Patente Chai Wei Cummins
En 1882, el alemán Rudolf Diesel propuso el principio de funcionamiento de los motores diésel.
En 1896, se lanzó el primer diésel de cuatro tiempos. Se construyó el motor. Durante los últimos 100 años, la tecnología de los motores diésel se ha desarrollado plenamente y sus campos de aplicación se han ampliado. Una gran cantidad de resultados de investigaciones muestran que el motor diésel es el que tiene mayor eficiencia térmica, mejor tasa de utilización de energía y mayor ahorro de energía entre las diversas maquinarias eléctricas que se industrializan actualmente. Equipado con la tecnología más avanzada, el motor diésel puede alcanzar 30 ~ 50 kWh/L, el coeficiente de reserva de par puede alcanzar más de 0,35, el consumo mínimo de combustible puede alcanzar 198 g/kWh y el consumo nominal de combustible puede alcanzar 204 g/kWh. . Los motores diésel se utilizan ampliamente en muchos campos, como la energía para barcos, la generación de energía, el riego, la energía para vehículos, etc. , especialmente en términos de dinámica del vehículo. La tendencia mundial a la "dieselización" de la energía de los automóviles ha tomado forma. En Estados Unidos, Japón y Europa, el 100% de los vehículos pesados utilizan motores diésel. En Europa, el 90% de los vehículos comerciales y el 33% de los sedanes son vehículos diésel. En Estados Unidos, el 90% de los vehículos comerciales son vehículos diésel. En Japón, el 38% de los vehículos comerciales son vehículos diésel y el 9,2% de los automóviles son vehículos diésel. Según las predicciones de los expertos, los motores diésel se convertirán en la principal potencia automovilística del mundo en los próximos 20 años o incluso más. Los gobiernos de los países desarrollados en la industria automotriz mundial también otorgan gran importancia al desarrollo de motores diesel y toman medidas para promover la popularización y el desarrollo de los motores diesel en términos de impuestos, suministro de combustible y otros aspectos.
1. Estado actual y desarrollo de la tecnología de motores diésel extranjeros
Los modernos motores diésel regulables de alto rendimiento tienen mayor eficiencia térmica y menos emisiones contaminantes que los motores de gasolina.
Como fuente de energía para los automóviles, es muy utilizado. Los países de Europa occidental utilizan motores diésel no sólo en camiones y autobuses, sino también en automóviles. Recientemente, el Departamento de Energía del gobierno federal de Estados Unidos y el Consejo Americano de Institutos de Investigación Automotriz, representados por las tres principales compañías automotrices de Estados Unidos, están desarrollando una nueva generación de automóviles económicos que también utilizan motores diésel como configuraciones de potencia. Después de años de investigación y la aplicación de un gran número de nuevas tecnologías, los mayores problemas de los motores diésel (el humo y el ruido) han logrado avances importantes y han alcanzado el nivel de los motores de gasolina.
Las siguientes son algunas tecnologías avanzadas utilizadas en motores diésel extranjeros:
(A) * * * tecnología de orugas y cuatro válvulas
En la actualidad, los motores diésel extranjeros Los motores generalmente usan * * pista Una combinación de nueva tecnología, tecnología de cuatro válvulas y tecnología de enfriamiento intermedio turboalimentado.
El motor ha logrado buenos resultados en términos de rendimiento y límites de emisiones, y puede cumplir con los requisitos de la normativa de límites de emisiones Euro 3. La estructura de cuatro válvulas (dos de entrada y dos de salida) no sólo puede mejorar la eficiencia de carga, sino también porque el inyector de combustible puede disponerse en el centro.
La distribución uniforme de haces de aceite porosos puede crear las condiciones para una buena mezcla de combustible y aire, al mismo tiempo, la entrada de aire puede diseñarse como dos estructuras independientes de la misma forma en el cilindro de cuatro válvulas; cabeza para lograr un vórtice variable.
El efecto sinérgico de estos factores puede mejorar en gran medida la calidad de formación de la mezcla, reducir eficazmente las emisiones de partículas de hollín, HC y NOX, y mejorar la eficiencia térmica.
(2) Inyección de alta presión y tecnología de inyección controlada electrónicamente
La inyección de alta presión y la tecnología de inyección controlada electrónicamente es una de las medidas importantes para reducir las emisiones de los motores diésel en países extranjeros.
El uso eficaz de la inyección de alta presión y la tecnología de inyección controlada electrónicamente puede atomizar completamente el combustible y lograr una mezcla óptima de combustible y aire en cada cilindro, reduciendo así las emisiones y mejorando el rendimiento general de la máquina (vehículo).
(3) Tecnología de sobrealimentación e intercooler
El uso de turbocompresor para aumentar el volumen de aire del motor diésel y aumentar el coeficiente de exceso de aire de combustión es reducir las emisiones en condiciones de gran carga. y PM.
Medidas efectivas en materia de emisiones y consumo de combustible. Un sistema de refrigeración aire-aire eficaz puede reducir la temperatura del aire sobrealimentado por debajo de 50 °C. La reducción de la temperatura del ciclo de trabajo contribuye a la baja emisión de NOX y a la reducción de PM. Por lo tanto, los motores diésel actuales de los vehículos pesados generalmente están sobrealimentados y con intercooler, lo que no sólo ayuda a reducir las emisiones sino que también proporciona una buena economía de combustible. Además, la aplicación de válvulas de derivación de escape de turbina no sólo puede reducir las emisiones de PM y CO, sino también mejorar el rendimiento transitorio y el par a baja velocidad de los motores diésel turboalimentados.
Aplicación de la tecnología EGR
EGR es una tecnología ampliamente utilizada en motores avanzados de combustión interna en países desarrollados. Su principio de funcionamiento consiste en introducir en el cilindro una pequeña cantidad de gas de escape, que es CO2 no inflamable.
Y la capacidad calorífica de los gases de escape de vapor es grande, lo que puede aumentar el período de retraso del encendido, ralentizar la velocidad de combustión, reducir la temperatura máxima de combustión en el cilindro y destruir los NOX. Condiciones de generación de
. La tecnología EGR puede reducir significativamente las emisiones de NOX de los vehículos de motor, pero para los motores diésel de servicio pesado, actualmente se prefiere la tecnología EGR con intercooler porque no sólo puede reducir significativamente los NOX, sino también mantener niveles bajos de otros contaminantes.
㈤Tecnología de postratamiento
El objetivo del postratamiento de motores diésel es mejorar aún más las emisiones de PM y NOX. En la actualidad, se dedica principalmente a la instalación de catalizadores de oxidación y al desarrollo de NOX.
Convertidor catalítico y trampa de partículas con buena capacidad de regeneración.
(6) Diésel
Las condiciones de producción y almacenamiento del diésel son garantías importantes para asegurar el normal funcionamiento de los motores (vehículos) diésel, alargando su vida útil y manteniendo bajas emisiones. Por ejemplo, el uso de diésel de primera clase en Suecia puede reducir las emisiones de CO en un 54%, las de HC y NOX en un 10% y las de PM entre un 14% y un 47%. El detergente para combustible se ha utilizado ampliamente en los países desarrollados. No sólo puede ahorrar combustible, sino también eliminar los depósitos de carbono y reducir las emisiones.
(7) Aplicación de gasóleo emulsionado
El gasóleo se mezcla con agua y un emulsionante para formar gasóleo emulsionado que contiene agua relativamente estable.
El uso de este combustible mejorado puede reducir significativamente las emisiones de los motores diésel (vehículos), especialmente las emisiones de NOX y PM. En la actualidad, Estados Unidos ha logrado grandes avances en esta área y China también ha realizado investigaciones en esta área y ha logrado avances gratificantes. Agregando un 20% de diésel emulsionado (sin estratificación durante 70 días), con una carga del 100% en un motor diésel grande, la potencia no disminuye, el ahorro de combustible es evidente, la potencia de salida es 4,3 mayor que la del diésel y la Las emisiones de humo y NOX se reducen significativamente. Sin embargo, si bien la tecnología es buena para lograr bajas emisiones, aún no se han resuelto problemas potenciales como la congelación del agua y la corrosión de los motores por el agua.
(8) Reducir el consumo de petróleo
Una parte considerable de las partículas emitidas por los motores diésel proviene de la combustión de aceite de motor destilado pesado.
Para cumplir con los requisitos cada vez más estrictos de las normas de límite de emisiones de los motores diésel (automóviles), es necesario minimizar la combustión del aceite del motor, es decir, minimizar el consumo de aceite del motor garantizando al mismo tiempo el funcionamiento normal. funcionamiento del motor. Para reducir el consumo de combustible de los motores diésel,
es muy importante optimizar el diseño y la fabricación de los aros de pistón y la configuración científica de las camisas de los cilindros.