Silniki z wtryskiem bezpośrednim wydobywają więcej mocy z każdej kropli paliwa. Osiągają to poprzez fundamentalną zmianę interakcji pomiędzy powietrzem i paliwem wewnątrz cylindra. Rezultatem jest uboższa mieszanka paliwowa i pełniejsze spalanie.
To nie magia. To chemia i fizyka działające w tandemie. Stosunek powietrza do paliwa w takich silnikach często osiąga 40 części powietrza na jedną część paliwa. Jest to stosunek 40:1. Standardowe silniki benzynowe zazwyczaj działają przy przełożeniu 14,7:1. Tak niski współczynnik oznacza, że silnik jest oszczędny.
Fizyczne umiejscowienie paliwa również ma znaczenie. Wtrysk bezpośredni wtryskuje paliwo bezpośrednio do najgorętszej części komory spalania. Dzieje się to w pobliżu świecy zapłonowej. Tradycyjne silniki z wtryskiem do kolektora mieszają paliwo i powietrze przed wejściem do cylindra. Mieszanka jest szeroko rozpowszechniona. Pozostawia to obszary niespalonego paliwa. Wtrysk bezpośredni eliminuje te obszary.
Rozwiązania sprzętowe i inżynieryjne
Wtrysk bezpośredni nie przepisuje praw termodynamiki. Koryguje jedynie ich zastosowanie. Silnik nadal opiera się na tych samych podstawowych zasadach spalania wewnętrznego. Ale sprzęt, który za nim stoi, jest inny.
Potrzebujesz szyny paliwowej do kontrolowania ciśnienia. Element ten dokładnie rozprowadza paliwo do wtryskiwaczy. Jednostka sterująca silnika również wykonuje ciężkie prace. Oblicza w czasie rzeczywistym charakterystykę zużycia paliwa i wielkość kropel paliwa. Zarządza również systemami kontroli emisji. Nie myślisz o tym podczas jazdy. Robi to komputer.
Emisje są tutaj ważnym czynnikiem. Silniki te wytwarzają duże ilości tlenków azotu (NOx). Wymaga to specjalnych katalizatorów. Bez nich poziom zanieczyszczeń dramatycznie wzrośnie. Pomimo problemu NOx, silniki z wtryskiem bezpośrednim są chwalone za czystszą emisję gazów cieplarnianych.
Potencjał silników dwusuwowych i przyszłe zastosowania
Wzrost wydajności wzbudził zainteresowanie wariantami dwusuwowymi. Większość samochodów i motocykli szosowych wykorzystuje silniki czterosuwowe. W motocyklach terenowych, małych łodziach i skuterach wodnych dominują silniki dwusuwowe. Są również powszechne w krajach rozwijających się, gdzie motocykle służą jako główny środek transportu.
Firmy produkujące silniki spędziły lata na doskonaleniu konstrukcji dwusuwowych silników z bezpośrednim wtryskiem. Celem jest połączenie wysokiej wydajności z niższą emisją. Sukces tutaj może zmienić sposób, w jaki napędzamy małe silniki.
Następnym krokiem jest zrozumienie mechaniki. W jaki sposób atomizacja paliwa pod wysokim ciśnieniem pozwala uniknąć eksplozji silnika? Odpowiedź leży w kontrolowaniu czasu i ciśnienia.
