Tijaabi naaftada iyo shidaalka: noocyada

Iska horimaadka kacsan ee u dhexeeya matoorada naaftada iyo shidaalka ayaa gaaray heerkii ugu sarreeyay. Tignoolajiyada Turbo-ga ugu dambeeyay, hababka duritaanka tooska ah ee tareenka caadiga ah ee elektarooniga ah, saamiga cadaadiska sare - xafiiltanku wuxuu soo dhawaynayaa labada nooc ee matoorada… . meel qorraxda hoosteeda.

Sannado badan oo dayacaad ah ka dib, naqshadeeyayaashu waxay dib u heleen awoodda baaxadda leh ee mishiinka naaftada waxayna dardar gelisay horumarinteeda iyada oo si degdeg ah loo soo bandhigay farsamooyin cusub. Waxay gaadhay heer ay waxqabadkeedii firfircoonaa u soo dhawaaday astaamihii tartamihii baatroolka oo u oggolaaday abuurista baabuurta ilaa hadda aan la malayn karin sida Volkswagen Race Touareg iyo Audi R10 TDI oo leh hamiyo tartan oo culus. Taariikhaha dhacdooyinka shan iyo tobankii sano ee la soo dhaafay si fiican ayaa loo yaqaan ... Mashiinnada Diesel ee 1936s si aasaasi ah ugama duwanayn awoowayaashood, oo uu sameeyay Mercedes-Benz dib 13. Waxaa soo raacay geeddi -socod horumarineed oo gaabis ah, kaas oo sannadihii u dambeeyay u koray qarax farsamo oo xooggan. Dabayaaqadii 1-meeyadii, Mercedes waxay dib u soo celisay turbodiesel-kii ugu horreeyay ee baabuurta, dabayaaqadii XNUMX-aad, duritaan toos ah oo lagu soo qaatay qaabkii Audi, markii dambe naaftadu waxay heshay afar madax-waalka, iyo dabayaaqadii XNUMX-yadii, nidaamyada duritaanka Tareenka ee korantada ee korantada ayaa noqday run. ... Dhanka kale, cadaadiska sare ee duritaanka shidaalka tooska ah ayaa lagu soo rogay matoorada gaaska, halkaas oo saamiga isku -darka maanta uu gaaro XNUMX: XNUMX xaaladaha qaarkood. Dhawaan, teknolojiyadda turbo sidoo kale waxay la kulmeysaa dib -u -soo -nooleyn, iyadoo qiimayaasha xadka ee matoorada batroolka ay bilaabayaan inay si aad ah ugu dhowaadaan qiimayaasha torque ee naaftada turbo -ga dabacsan ee caanka ah. Si kastaba ha ahaatee, marka la barbar dhigo casriyeynta, u janjeera joogto ah xagga sare u kaca qiimaha matoorka baatroolka ayaa hadhay ... Markaa, in kasta oo ay jirto cuqdad la sheegay iyo kala -soocidda fikradaha la xiriira matoorada shidaalka iyo naaftada meelo kala duwan oo dunida ah, midna labada is -hayaa waxay helaan awood la taaban karo.

In kasta oo ay isku soo beegmeen tayada labada nooc ee cutubyada, haddana weli waxaa jira kala duwanaansho ballaaran oo ku saabsan dabeecadda, dabeecadda iyo dabeecadda labada matoorrada kuleylka.

Marka laga hadlayo mishiinka shidaalka, isku darka hawada iyo shidaalka la uumi baxay ayaa la sameeyay muddo aad u dheer waxayna bilaabataa waqti dheer ka hor bilowga habka gubashada. Haddi aad isticmaasho carburetor ama hababka duritaanka tooska ah ee elektiroonigga ah ee casriga ah, hadafka isku darka waa in la soo saaro lebbiska, isku dhafka shidaalka oo leh saamiga hawo iyo shidaal si fiican loo qeexay. Qiimahani wuxuu inta badan ku dhow yahay waxa loogu yeero "isku-darka stoichiometric", kaas oo ay jiraan atamka oksijiinta ku filan si ay u awoodaan (aragti ahaan) inay ku xiraan qaab dhismeed deggan oo leh hydrogen iyo atom kasta oo kaarboon ah oo ku jira shidaalka, sameynta kaliya H20 iyo CO2. Sababtoo ah saamiga isku xidhka ayaa yar oo ku filan si looga fogaado shiditaan degdeg ah oo aan la xakameynin ee walxaha shidaalka ku jira sababtoo ah heerkulka cadaadiska sare (jajabka batroolku wuxuu ka kooban yahay hydrocarbons leh heerkul aad u hooseeya iyo heerkulka gubasho aad u sarreeya). is-shiritaanka kuwa ku jira jajabka naaftada), shidda isku dhafka waxaa bilaabay dhinbiil iyo gubasho waxay u dhacdaa qaab hore oo ku socda xawaare xaddidan. Nasiib darro, aagagga leh geeddi-socod aan dhammaystirnayn ayaa laga sameeyay qolka gubanaya, taasoo horseedaysa samaynta carbon monoxide iyo hydrocarbons deggan, iyo marka ololka hore uu dhaqaaqo, cadaadiska iyo heerkulka agagaarkiisa ayaa kor u kaca, taas oo horseedaysa sameynta oxides nitrogen waxyeelo leh ( inta u dhaxaysa nitrogen iyo ogsijiinta hawada), peroxides iyo hydroperoxides (inta u dhaxaysa ogsijiinta iyo shidaalka). Isku-ururinta qiyamka muhiimka ah waxay keenaysaa gubasho aan la xakameynin, sidaas darteed, gaaska casriga ah, jajabyada molecules oo leh "dhismo" kiimiko ah oo adag, oo adag ayaa la isticmaalaa - tiro ka mid ah hababka dheeraadka ah ayaa la sameeyaa. wershadaha sifaynta si loo helo xasilloonidaas. oo ay ku jiraan kororka tirada octane ee shidaalka. Sababo la xiriira saamiga isku dhafka ah ee inta badan go'an ee matoorada shidaalku ku socon karaan, waalka ceejinta ayaa door muhiim ah ka ciyaara iyaga, kaas oo culeyska matoorka lagu nidaamiyo iyada oo la hagaajinayo qadarka hawada cusub. Si kastaba ha ahaatee, waxay, markeeda, noqotaa isha khasaaraha la taaban karo ee hab load qayb ka mid ah, ciyaaro doorka nooc ka mid ah "furta cunaha" ee engine ah.

Fikradda abuuraha mishiinka naaftada, Rudolf Diesel, waa in si weyn loo kordhiyo saamiga isku-buufinta, iyo markaa waxtarka thermodynamic mashiinka. Sidaa darteed, aagga qolka shidaalka ayaa hoos u dhacaya, tamarta gubashadana aan lagu daadin derbiyada dhululubada iyo nidaamka qaboojinta, laakiin "la qaatay" inta u dhaxaysa qaybaha laftooda, taas oo kiiskan aad ugu dhow mid kasta. kale. Haddii isku-darka hawo-shidaalka hore loo sii diyaariyay uu galo qolka gubanaya ee nooca noocan ah, sida kiiska mishiinka shidaalka, ka dibna marka heerkul gaar ah oo muhiim ah la gaaro inta lagu jiro habka cadaadiska (waxay kuxirantahay saamiga cadaadiska iyo nooca shidaalka). ), habka is-dabaynta waxa la bilaabayaa wakhti dheer ka hor GMT. gubasho mug leh oo aan la xakamayn. Waa sababta keentay in shidaalka naaftada lagu duro daqiiqada ugu dambeysa, wax yar ka hor GMT, cadaadis aad u sarreeya, kaas oo abuuraya waqti la'aan weyn oo ah uumiga wanaagsan, faafinta, isku dhafka, is-shirka iyo baahida loo qabo xadka xawaaraha sare. oo si naadir ah uga gudubta xadka. laga bilaabo 4500 rpm Habkani wuxuu dejiyaa shuruudaha ku habboon tayada shidaalka, taas oo kiiskan ka mid ah qayb ka mid ah shidaalka naaftada - badiyaa toosan oo leh heerkul aad u hooseeya oo hooseeya, maaddaama qaab-dhismeed aan xasilloonayn iyo molecules dhaadheer ay shardi u yihiin sahlanaanta. dillaaca iyo falcelinta ogsijiinta.

Muuqaal ka mid ah geedi socodka guban ee mishiinka naaftada ayaa ah, dhinac, aagag isku dhafan oo isku dhafan oo ku wareegsan godadka duritaanka, halkaasoo shidaalku ka dilaaco (dildilaaca) heerkulka iyada oo aan qiiqa lagu darin, oo isu roga ilaha kaarboonka (danbas), iyo dhinaca kale. taas oo aysan jirin wax shidaal ah haba yaraatee, iyadoo ay saameyneyso heerkulka sare, nitrogen iyo oksijiinka hawadu waxay galayaan is dhexgalka kiimikada, iyagoo sameysmaya oksaydh oksaydh ah. Sidaa darteed, matoorada naaftada ah waxaa had iyo jeer loo habeeyay inay ku shaqeeyaan isku-dhex-dhexaad dhexdhexaad ah (taas oo ah, hawo xad dhaaf ah oo hawo ah), rarka waxaa lagu xakameynayaa oo keliya qiyaasta shidaalka la duray. Tani waxay ka fogaanaysaa adeegsiga tuubada, taas oo ah faa iidada ugu weyn ee ay ka helaan dhigooda shidaalka. Si loo magdhabo qaar ka mid ah cilladaha mishiinka shidaalka, naqshadeeyayaashu waxay abuureen matooro ay qaabsocodka isku dhafku yahay waxa loogu yeero "lacag bixinta".

Qaabka culeyska qeyb ahaan, iskudhafka ugu fiican ee stoichiometric waxaa lagu abuuray kaliya agagaarka koronto -dhaliyaha dhimbiil sababtuna waa duritaan gaar ah oo ah diyaarad shidaal oo la duray, hawo hagtay oo hagtay, astaan ​​gaar ah oo ka mid ah wejiyada bistoolada iyo habab kale oo la mid ah oo hubiya dab isku halayn. Isla mar ahaantaana, isku -darka inta badan mugga qolka ayaa weli caato ah, maaddaama culeyska qaabkan lagu xakameyn karo oo keliya xaddiga shidaalka la keenay, waalka ceejinta ayaa si buuxda u furnaan kara. Tani, iyaduna, waxay horseedaysaa hoos u dhac isku mar ah khasaaraha iyo kororka wax -ku -oolnimada kuleylka ee mishiinka. Aragti ahaan wax walba waxay u muuqdaan kuwo aad u fiican, laakiin ilaa hadda guusha mashiinka noocan ah ee ay soo saareen Mitsubishi iyo VW ma ahayn mid soo jiidasho leh. Guud ahaan, ilaa hadda ma jiro qof ku faani kara in ay si buuxda uga faa’iideysteen xalalkan farsamada.

Oo haddii aad "sixir" isku daraan faa'iidooyinka labada nooc ee matoorada? Maxay noqon lahayd isku-dhafka ugu fiican ee cadaadiska naaftada sare, qaybinta isku-dhafka ah ee isku-dhafka inta ay le'eg tahay mugga qolka gubashada iyo is-bixitaanka lebis ee isku mid ah? Daraasadaha shaybaadhka degdega ah ee cutubyada tijaabada ah ee noocaan ah sanadihii ugu dambeeyay ayaa muujiyay hoos u dhac weyn oo ku yimid qiiqa waxyeellada leh ee gaaska qiiqa (tusaale ahaan, qadarka nitrogen oxides ayaa la dhimay ilaa 99%!) . Waxay u muuqataa in mustaqbalka ay runtii leeyihiin matoorada, kuwaas oo shirkadaha baabuurta iyo shirkadaha madax-bannaan ee naqshadeynta ay dhawaan isku urursadeen magaca dallada HCCI - Homogeneous Charge Compression Ignition Engines ama Homogeneous Charge Self Ignition Engines.

Sida horumarro kale oo badan oo umuuqda "kacaan", fikradda ah abuurista mashiin noocaas ah ma ahan wax cusub, illaa iyo hadda iskudayada lagu abuurayo qaab wax soo saar lagu kalsoonaan karo wali laguma guuleysan. Isla mar ahaantaana, awooda sii kordheysa ee xakameynta habka elektiroonigga ah iyo dabacsanaanta weyn ee nidaamyada qeybinta gaaska ayaa abuuraya rajo aad u macquul ah oo rajo leh oo ku saabsan nooc cusub oo matoor ah.

Xaqiiqdii, xaaladdan waa nooc ka mid ah mabaadi'da mabaadi'da hawlgalka shidaalka iyo matoorada naaftada ah. Isku darka isku dhafan ee isku dhafan, sida matoorada baatroolka, wuxuu galaa qolalka gubashada ee HCCI, laakiin iskiis ayuu isu gubaa iyadoo ay saameyneyso kuleylka ka imanaya cadaadiska. Nooca cusub ee mishiinka sidoo kale uma baahna tuubbo ceebeed maadaama uu ku socon karo isku-dar ah caato. Si kastaba ha noqotee, waa in la ogaadaa in xaaladdan macnaha qeexitaanka "caato" ay si weyn uga duwan tahay qeexitaanka naaftada, maaddaama HCCI aysan lahayn isku dhaf dhammaystiran oo aad u hodan ah, laakiin waa nooc isku mid ah oo isku mid ah oo caato ah. Mabda'a hawlgalku wuxuu ku lug leeyahay isku-shubis isku-darka isku-darka mugga dhammaan silsiladda iyada oo aan si isku mid ah olol olol ah u socon hore iyo heerkul aad u hooseeya. Tani waxay si otomaatig ah u horseedaa hoos u dhac weyn oo ku yimaada xaddiga nitrogen oxides iyo soot ee gaasaska qiiqa, iyo, sida laga soo xigtay ilo dhowr ah oo awood leh, soo bandhigida ballaaran ee HCCI-yada waxtarka badan leh ee soo saarista gawaarida taxan ee 2010-2015. Waxay badbaadin doontaa aadanaha qiyaastii nus milyan foosto. saliid maalin kasta.

Si kastaba ha ahaatee, ka hor inta aan la gaarin tan, cilmi-baarayaasha iyo injineerada waa in ay ka gudbaan turunturooyinka ugu weyn ee xilligan - la'aanta hab la isku halleyn karo oo lagu xakameynayo hababka is-waafajinta iyadoo la adeegsanayo jajabyo leh noocyo kala duwan oo kiimiko ah, sifooyinka iyo dabeecada shidaalka casriga ah. Dhowr su'aalood ayaa sabab u ah xakameynta hababka culeysyada kala duwan, kacdoonnada iyo xaaladaha heerkulka matoorka. Sida laga soo xigtay khubarada qaar, tan waxaa lagu samayn karaa iyada oo dib loogu soo celiyo qadar go'an oo gaasta qiiqa ah oo dib loogu soo celiyo dhululubada, kulaylka isku dar ah, ama si firfircoon u beddela saamiga cadaadiska, ama si toos ah u beddela saamiga cadaadiska (tusaale, SVC Saab prototype) ama beddelidda wakhtiga xidhitaanka waalka iyada oo la adeegsanayo qaybinta gaaska isbeddelka.

Ilaa hadda ma cadda sida dhibaatada buuqa iyo saamaynta thermodynamic ee naqshadeynta mishiinka ay sabab u tahay is-qabadsiinta xaddi badan oo isku dhafan oo cusub oo buuxa ayaa la tirtiri doonaa. Dhibaatada dhabta ah waa in lagu bilaabo matoorka heerkul hoose ee dhululubada, maadaama ay aad u adag tahay in la bilaabo is-dabiiciga xaaladahan oo kale ah. Waqtigan xaadirka ah, cilmi-baarayaal badan ayaa ka shaqeynaya sidii ay u baabi'in lahaayeen caqabadahaas iyaga oo isticmaalaya natiijooyinka indho-indheynta prototypes leh dareemayaal si joogto ah kantaroolka elektiroonigga ah iyo falanqaynta hababka shaqada ee dhululubada wakhtiga dhabta ah.

Sida laga soo xigtay khubaro ka socota shirkadaha baabuurta ee ka shaqeeya jihadan, oo ay ku jiraan Honda, Nissan, Toyota iyo GM, waxay u badan tahay in marka hore la abuuri doono baabuur isku dhafan oo bedeli kara hababka hawlgalka, iyo dhinbiilka loo isticmaali doono nooc kaaliyaha ah xaaladaha. halkaas oo HCCI ay kala kulmaan dhibaatooyin. Volkswagen waxa ay horeba u fulisaa qorshe la mid ah mishiinkeeda CCS (Combined Combustion System), kaas oo hadda ku shaqeeya oo keliya shidaalka synthetic ee si gaar ah loogu sameeyay.

Shidaalka isku dhafka ah ee matoorada HCCI waxaa lagu fuliyaa tiro balaadhan oo ah saamiga u dhexeeya shidaalka, hawada iyo gaaska qiiqa (waa ku filan in la gaaro heerkulka autoignition), iyo waqti gaaban gubasho waxay keenaysaa koror weyn ee hufnaanta engine. Qaar ka mid ah dhibaatooyinka noocyada cusub ee cutubyada si guul leh ayaa loo xalin karaa iyadoo lagu darayo nidaamyada isku-dhafka ah, sida Toyota's Hybrid Synergy Drive - kiiskan, matoorka gubashada gudaha waxaa loo isticmaali karaa oo keliya qaab gaar ah oo ku habboon xawaaraha iyo culeyska. shaqada, sidaas darteed la dhaafo hababka uu matoorku ku dhibtoonayo ama uu noqdo mid aan waxtar lahayn.

Gubashada makiinadaha HCCI, oo lagu gaarayo koontaroolka isku dhafan ee heerkulka, cadaadiska, tirada iyo tayada isku dhafka meel ku dhow GMT, runtii waa dhibaato weyn oo ka soo horjeedda asalka dab-demiska aadka uga fudud ee leh dhimbiil. Dhinaca kale, HCCI uma baahna inay abuurto geedi socod kacsan, kuwaas oo muhiim u ah baatroolka iyo gaar ahaan matoorada naaftada ah, iyadoo ay ugu wacan tahay iskudhafka isukeenida isku mar ee iswada. Isla mar ahaantaana, waa sababtaa tan xitaa leexashada heerkulka yar waxay u horseedi kartaa isbeddel weyn oo ku yimaada hababka dhaqdhaqaaqa.

Ficil ahaan, qodobka ugu muhiimsan ee mustaqbalka mashiinka noocan oo kale ah waa nooca shidaalka, iyo xalka naqshadeynta saxda ah waxaa lagu heli karaa oo keliya aqoon faahfaahsan oo ku saabsan habdhaqankiisa qolka gubashada. Sidaa darteed, shirkado badan oo baabuurta sameeya ayaa hadda la shaqeeya shirkadaha shidaalka (sida Toyota iyo ExxonMobil), inta badan tijaabooyinka marxaladan waxaa lagu sameeyaa shidaal synthetic ah oo si gaar ah loo nashqadeeyay, qaabka iyo habdhaqanka kuwaas oo horay loo xisaabiyay. Hufnaanta isticmaalka shidaalka iyo shidaalka naaftada ee HCCI waa lid ku ah caqliga matoorada caadiga ah. Sababo la xiriira heerkulka auto-shidda sare ee gaaska, saamiga riixo iyaga ku kala duwanaan kartaa laga bilaabo 12: 1 in 21: 1, iyo in shidaalka naaftada, kaas oo shidaya heerkulka hoose, waa in ay ahaataa mid yar - on amarka kaliya 8. :1.

Qoraal: Georgy Kolev

Sawir: shirkad