تکنولوژی سوخت رسانی بنزینی و دیزلی pdf

دانلود فایل: لینک مستقیم

رمز عبور: www.noandishaan.com

منبع: نواندیشان

مقالات، مطالب، طرح ها و پروژه های خود را برای قرارگیری در سایت علمی آموزشی نواندیشان از اینجا بفرستید.

فرآیند توسعه فناوری در موتور سیکل اتو و سیستم های جرقه زنی (OTTO)

تمرکز بر طراحی سیستم های سوخت و احتراق پیشرفته از سال 1976 با کاهش عرضه نفت نسبت به رشد تقاضا و افزایش قیمت نفت و فرآورده های نفتی مانند گازوئیل و بنزین در کشورهای صنعتی به طور جدی مورد بحث قرار گرفت.

طراحی سیستم‌های سوخت کاربراتوری و سیستم‌های احتراق الکترونیکی با هدف کاهش مصرف سوخت در مواجهه با افزایش سرعت و قدرت موتورهای بنزینی حجمی انجام می‌شود. از سال 1363 جامعه صنعتی علاوه بر کاهش مصرف سوخت، شروع به اعلام استانداردهای میزان آلاینده ها و دودهای خروجی از موتور و خودرو کرد و عملاً با زمان محدود به طراحان و سازندگان موتور و خودروها اطلاع رسانی شد. برای رعایت استانداردهای تبلیغ شده در اروپا به عنوان ECE شناخته می شود.

انتشار استاندارد ECE 15-03، یک تغییر اساسی در طراحی کاربراتورهای مجهز به مدارهای متعدد برای کنترل پارامترهای فیزیکی مخلوط و احتراق الکترونیکی و کاتالیزورهای دو طرفه (1984). استانداردهای ECE15-04 مقدمه‌ای جدی برای حذف کامل سیستم‌های سوخت کاربراتور یا تهویه کردن آن به تجهیز مدارها به سیستم‌های کنترل الکتریکی و همچنین یک سیستم جرقه زن الکترونیکی و مدار بسته دو طرفه کاتالیزور بود (1990). سیستم های تزریق در کاربراتور به نام TBI مجهز به سیستم کنترل طراحی شده اند.

استانداردهای EURO I منجر به حذف کامل سیستم کاربراتوری و استفاده از سیستم های تزریق متمرکز و چند نقطه ای با کاتالیزورهای سه طرفه مجهز به سنسور، معروف به L-jetronic، KE-Ke-jetronic و Ke K-jetronic شد که استفاده می کردند. روش MPFI استانداردهای EURO II گام بزرگی در جهت توسعه سیستم موترونیک مجهز به سیستم MPFI و احتراق الکترونیکی کامل مستقل از مکانیزم موتور و با کنترل کامپیوتری و کاتالیزور سرامیکی سه طرفه بود.

تجزیه و تحلیل منحنی های مرجع شامل تکامل کمیت آلاینده های CO، HC و NOX در اگزوز و مصرف سوخت خاص b و همچنین تکامل گشتاور موتور با توجه به سوخت هوا یا ضریب نشان دهنده این واقعیت است. که اصولاً بدست آوردن مقدار کمی آلاینده در مقابل قدرت دریافت کننده و گشتاور کافی و کارکرد اقتصادی موتور در محدوده 1 امکان پذیر است و این یک اصل اثبات شده و اجتناب ناپذیر در تمامی موتورهای OTTO است.

البته پس از حفظ برد 1 در سیستم سوخت رسانی و همچنین تشکیل منبع شعله شدید در زمان مناسب، آلاینده های خروجی از موتور به سطح متعادلی رسیده و امکان هرگونه مداخله بر روی اگزوز را برای رسیدن به استانداردهای اعلام شده فراهم می کند. حفظ نسبت هوا/سوخت در محدوده ضریب افزودن هوا برای تمام دور در دقیقه و همه بارهایی که موتور در آن قرار می‌گیرد، مطمئناً با روش کاربراتوری امکان‌پذیر نیست، و بنابراین مراحل فن‌آوری در توسعه سیستم‌های تزریق سوخت که قبلا ذکر شد عبارتند از. اجباری و اجتناب ناپذیر (نمودار شماره 1)

در محدوده 0.96 تا 1.2، مقدار CO به کمترین حد ممکن می رسد که به طور قابل توجهی به کاهش عملیات و هزینه های عملیاتی کاتالیزور Kenotor برای اکسیداسیون این گاز سمی کمک می کند. مقدار HC هیدروکربن های سوخته در محدوده ضریب افزودن هوای ذکر شده است که باز هم فرآیند اکسیداسیون هیدروکربن های نسوخته داخل کاتالیزور را کوتاه و ساده می کند.

در واقع، نگه داشتن نسبت سوخت به هوا در محدوده ضریب افزایش 1 روشی موثر برای کاهش میزان اکسیژن مصرفی برای اکسیداسیون دو عامل اصلی آلودگی یعنی CO و HC است. نکته جالب توجه مقدار بالای NOX در محدوده 1 مخلوط است که یکی از معدود گازهاست اما در کاتالیست سه طرفه برای خنثی سازی و تبدیل به نیتروژن نیاز به عملیات احیا دارد.

در واقع از نظر عملکرد پس از خروج از موتور برای گازهای آلاینده خوب است. ابتدا عملیات احیای NOX و تبدیل آن به گاز خنثی انجام می شود و از اکسیژن به دست آمده از احیا برای اکسیداسیون دو آلاینده دیگر که CO و HC هستند استفاده می شود. این روش نگهداری مخلوط در محدوده 1 باعث صرفه جویی در هزینه و انرژی برای عملیات پس از خروج موتور می شود. (پس از درمان).

رضایت مصرف کنندگان خودرو که همیشه به دنبال قدرت بالاتر و جابجایی بیشتر خودرو هستند، نیاز به مخلوط هوا و سوخت متراکم با 1 دارد، اما محدودیت های زیست محیطی و ترویج فرهنگ حفاظت از محیط زیست این سوال را به یک مصالحه عاقلانه سوق می دهد. بدین ترتیب در کوتاه مدت و با توجه به نیاز راننده، حداکثر قدرت، گشتاور و شتاب حداکثر در سیستم کنترل کامپیوتری خودرو پیش‌بینی می‌شود و در این مواقع، سوخت سخاوتمندانه به موتور تزریق می‌شود. اما این لحظات و این نیازها کوتاه مدت و زودگذر است.

در راستای تحقق اهداف ملی، طراحان ترافیک راه های شهری و بین شهری، چرخه ترافیک را طراحی می کنند تا حتی الامکان از شتاب لحظه ای و سبقت و سبقت جلوگیری شود. سیگنال های ارسال شده توسط سنسور اکسیژن قبل از کاتالیزور برای تزریق هوا و جبران کمبود اکسیژن در عملیات اکسیداسیون نیز در مرحله قبل از کاتالیزور برای حفظ محدوده 0.975. 0.105 ارائه می شود.

این به سه بخش اصلی تقسیم می شود: مخلوط غنی = 1.975، غنی = 0.975، محدوده استوکیومتری = 1.025 و محدوده ناب یا Leun = 1.025-1.05. در محدوده غلظت قبل از کاتالیزور، مقدار HC و CO زیاد است، اما NOX متعادل است و پس از عملیات احیا و اکسیداسیون در کاتالیست، مقدار CO و HC نسبتا متعادل و مقدار NOX به طور قابل توجهی است. کاهش. سنسور اکسیژن میزان بالای اکسیژن حاصل از بازسازی NOX را نشان می دهد.

در محدوده استوکیومتری، مقدار HC و CO قبل از کاتالیزور متعادل می شود و بعد از کاتالیزور به دلیل استفاده از اکسیژن تولیدی در مرحله 1، مقدار CO و HC به شدت کاهش می یابد و مقدار NOX در حالت متعادل و افزایشی است. محدوده، و سیگنال حسگر نشان دهنده مصرف اکسیژن است. در محدوده ناب Leun، تداوم عملیات را برای دستیابی به سطوح متعادل CO، HC و NOX نشان می دهد.

رابطه بین سوخت و آلاینده ها و فرآیند توسعه فناوری

کنترل محدود اکتان که پارامتر اصلی فیزیکی و شیمیایی سوخت در چرخه OTTO است، در بنزین های معمولی و فوق معمولی با استفاده از افزودنی تترااتیل سرب 4 pb (C2H5) انجام می شود، اما با توسعه فناوری MPFI و TBI و تغییرات در تکنولوژی مواد اجزای موتور در محفظه احتراق نیاز به حذف عوامل سرب در سوخت و در نتیجه در گازهای خروجی را برطرف کرده است. بنابراین، در اصل، این منجر به نیاز به حذف عوامل سرب از سوخت و در نتیجه، گازهای خروجی شد.

بنابراین اصولاً نیاز به حذف عوامل سرب از مواد قابل احتراق به عنوان مخرب محیطی و عدم امکان استفاده از سوخت های سرب دار در سیستم های مجهز به کاتالیست به دلیل اثر غیرفعال شدن کاتالیست به دلیل وجود سرب در چرخه اگزوز تولید و توسعه و تولید استفاده از سوخت بنزین بدون سرب الزامی است.

بنزین‌های بدون سرب که یا با تجزیه هیدروکربن‌های کم اکتان و تبدیل آن‌ها به هیدروکربن‌های با اکتان بالا و یا با افزودن بنزین تصفیه‌شده در راکتور و ماده MTBE وارد بازار می‌شوند، عملاً شامل فاکتورهای سرب نمی‌شوند، اما از این دیدگاه. احتراق ساختار شیمیایی سوخت منجر به آروماتیک ها و هیدروکربن های مقاوم در برابر اکسیداسیون می شود. این مهم است زیرا، اول، ما نیاز فوری به ایجاد یک نقطه شعله قوی در یک یا چند نقطه داریم تا از احتراق کامل اطمینان حاصل کنیم. دوم، مخلوط باید در محدوده قابل قبول باشد.

بنابراین نویسنده مقاله به صراحت بیان می کند که استفاده از بنزین بدون سرب در موتورهای قدیمی جدای از مشکل ایجاد تنش در اجزای داخلی محفظه احتراق به دلیل حذف عامل خورنده سربی یعنی روان کننده متالت با احتراق است. و افزایش شدید و خطرناک هیدروکربن‌ها و همچنین مضرترین انواع منجر به افزایش مقدار CO می‌شود و جدای از بحث دفع سرب، این امر اهداف زیست‌محیطی را برآورده نمی‌کند.

بنابراین تولید و توسعه بنزین بدون سرب باید با توسعه تولید موتورهای مجهز به سیستم MPFI و TBI با سنسور مبدل کاتالیزوری و کنترل ECU همگام شود، در غیر این صورت عوامل آلایندگی به شدت افزایش می یابد.