Двигуни з прямим упорскуванням витягують більше потужності з кожної краплі палива. Вони досягають цього, фундаментально змінюючи взаємодію повітря та палива всередині циліндра. Результатом стає бідніша паливна суміш і повніше згоряння.
Не магія. Це хімія та фізика, які працюють у тандемі. Співвідношення повітря та палива в таких двигунах часто досягає 40 частин повітря на одну частину палива. Це співвідношення 40:1. Стандартні бензинові двигуни зазвичай працюють за співвідношенням 14,7:1. Таке низьке співвідношення означає, що двигун економно витрачає паливо.
Фізичне розміщення палива також має значення. Пряме впорскування розпорошує паливо безпосередньо в найгарячішу частину камери згоряння. Це відбувається поряд зі свічкою запалювання. Традиційні двигуни з упорскуванням у впускний колектор змішують паливо та повітря перед його надходженням у циліндр. Суміш широко розподіляється. Це залишає ділянки пального, що не згоріло. Пряме впорскування усуває ці ділянки.
Апаратні та інженерні рішення
Пряме впорскування не переписує закони термодинаміки. Він лише коригує їхнє застосування. Двигун, як і раніше, спирається на ті ж основні принципи внутрішнього згоряння. Але апаратне забезпечення, яке стоїть за цим, відрізняється.
Вам потрібна паливна рампа для керування тиском. Цей компонент точно розподіляє паливо до форсунок. Блок керування двигуном також виконує важку роботу. Він у реальному часі розраховує витратні характеристики та розміри крапель палива. Він також керує системами контролю викидів. Ви не замислюєтеся про це під час водіння. Це робить комп’ютер.
Викиди тут є важливим фактором. Ці двигуни виробляють високі рівні оксидів азоту (NOx). Це вимагає спеціальних каталітичних нейтралізаторів. Без них рівень забруднення різко зросте. Незважаючи на проблему з NOx, двигуни з прямим упорскуванням хвалять за чистіші загальні викиди.
Потенціал двотактних двигунів та майбутні застосування
Виграш у ефективності викликав інтерес до двотактних варіантів. Більшість автомобілів та дорожніх мотоциклів використовують чотиритактні двигуни. Двотактні двигуни домінують у позашляхових мотоциклах, невеликих човнах та гідроциклах. Вони також поширені в країнах, що розвиваються, де мотоцикли служать основним засобом транспорту.
Компанії, що виробляють двигуни, витратили роки на вдосконалення конструкції двотактних двигунів із прямим упорскуванням. Ціль полягає в тому, щоб поєднувати високу ефективність з нижчими викидами. Успіх тут може змінити те, як ми забезпечуємо енергією малі двигуни.
Наступний крок – розуміння механіки. Як розпилення палива під високим тиском уникає вибуху двигуна? Відповідь криється у контролі часу та тиску.
