הנוף הרגולטורי של מנועי הבעירה הפנימית עבר טרנספורמציה עמוקה בעשורים האחרונים.כלכלת דלק ותקני פליטת גזי החממה אילצו את יצרני הרכב לחשוב מחדש על הארכיטקטורה של מנוע מחזור השפע של אוטו-רכב (Vunnes Cycle Engine Cycle) שהיה פעם מרדף פשוט של כוח סוס ו torque התפתח לכדי פעולת איזון מורכבת בין יעילות, פליטות, ביצועים, ועלויות.

הבנת המנוע של אוטו

מחזור אוטו, בשם ניקולאוס אוטו, שהפטנט על מנוע ארבעה סטרוק בשנת 1876, נשאר מחזור תרמודינמי הדומיננטי עבור מנועי בנזין קלים-דוטי בצורתו האידיאלית, הוא מורכב מארבע שבץ נפרדים: צריכת, דחיסה, הרחבה (כוח), ו- exhaust.המחזור מסתמך על ניצוץ של צריכת דלק תלויה בהפחתה של עד מרכז מת, ומייצר עלייה מהירה שדוחפתקת את הרמה של 35% ורדמת חום גבוהה מדי, בעוד שתחתונה, בעוד שתחת לחץ טבעי, ירידה של 35%, ירידה, ירידה, ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של 35%, ירידה בטמפרטורות חום, ירידה של 35%, ירידה בטמפרטורות נמוכות מדי, ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של 35%, ירידה של ירידה של 35%, ירידה בלחץ, ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה של ירידה בלחץ חום, ירידה חדה של ירידה בטמפרטורות חום, ירידה חדה, ירידה חדה של 35%, ירידה חדה, ירידה חדה, ירידה חדה של ירידה חדה של 35%, ירידה של 35%, ירידה בלחץ נמוך יותר מדי, ירידה במשקל, ירידה של 35%, ירידה חדה, ירידה חדה של ירידה בלחץ, ירידה חדה, ירידה בלחץ ירידה בלחץ ירידה במשקל, ירידה

יסודות הבעירה הפנימית מתכתיבים כי הגדלת יחס הדחיסה וצמצום ההפסדים הגזריים יכול לשפר את היעילות.עם זאת, הנטייה של בנזין לדפוק תחת טמפרטורה גבוהה ולחץ מטילה תקרה מעשית.בנוסף, הצורך לפעול על מהירות רחבה ועומס כוחות פשרה בתזמון, משלוח דלק, ויצוצת מראש. יצרני רכב מקודם כל כך עברו תפוקה מסוימת וחלקה, מההתייעלות משמעותית על השולחן, כי פשוט דרישות השוק לא מחייבות ולא השתנו באופן דרמטי.

דחיפה לכלכלת דלק

ארצות הברית ביססה את תוכנית הכלכלה הממוצעת של תעשיית הדלק (CAFE) בשנת 1975, אך הסטנדרטים הראשוניים נותרו סטטיים יחסית במשך שנים.בבתחילת שנות ה-2000, השילוב של חששות בתחום אבטחת האנרגיה והקונצנזוס המדעי הצומח על שינויי האקלים הביא לגל חדש של רגולציה.חוק האנרגיה והביטחון של 2007 העלה CAFE ל-35 ק"מ לליטר עד 2020, ולאחר מכן על ידי מינהל הבטיחות בדרכים הלאומיות (NHT) ו- 2032, 000 יחידות אבטחה מתקדמות, על ידי מנועים, על ידי מנועים חדשים, אשר יזדקקו לתוקף, על ידי 20, על ידי 202, 000 יחידות אבטחה מתקדמות יותר ויותר, 000 יחידות אבטחה מתקדמות, לפי מדדי רכב, 000 יחידות אבטחה, על ידי 2032, על ידי מנועים מתקדמים, על ידי מנועים מתקדמים יותר ויותר, על ידי 20, על ידי 20, 000 דולר, על ידי מנועים מתקדמים, 000 דולר, 000 דולר, על ידי מנועים, על ידי 20, על ידי מנועים, על ידי מנועים מתקדמים, על ידי מנועים מתקדמים, על ידי מנועים מתקדמים, 000 דולר, על ידי 202, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר, 000 דולר,

בינתיים, האיחוד האירופי אימצה מטרות פליטה של CO2 עבור מכוניות נוסעים חדשות, עם ממוצע הצי של 2021 שנקבע על 95 גרם CO2 / ק"מ, שווה ערך ל-57TP עבור כלי רכב בנזין.המטרה 2030 דורשת ירידה של 55 אחוזים נוספים מבסיס של 2021.ה- נורמות של בדיקות דלק מחוץ ל- 06%) של הסוכנות האירופית ל- Rt עבור 50"ח"חייט 1LT 1LT 1LT 1LT 1LT 1LT 1LT מציע ירידה של 100 אחוזים של מנוע עבור מנועים חדשים באופן יעיל יותר מ- 20, באופן יעיל של מנועים של סין, באופן יעיל יותר מ-4%, ו- 4.

כיצד תקנות Reshape Engine Design

« « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « « אכזבהת « « « « « « « « «

התוצאה הגלויה ביותר של רגולציה של כלכלת דלק היא המעבר הנרחב לכיוון מנועי גיאומטריה מורכבים, המדגישים את המנועים המותקפים באופן טבעי V6 עם מנוע קטן יותר של ארבעה צילינדרים המצויד בעומס יתר מפחית את ההפסדים בעומס נמוך תוך שמירה על כוח פסגות תקין באמצעות דחיפה של מנוע חשמלי מודרני 2.0 ליטר יותר יכול לעלות על התפוקה של 3.5 גרם לחץ תרמי גבוה יותר מאשר לחץ חשמלי יעיל יותר על ידי לחץ חשמלי יעיל יותר של 0.5% יעיל יותר.

הזרקת דלק ישירה ומערכות אבטחה גבוהות

הזרקת דלק ישירה (GDI) הפכה לטכנולוגיה מרכזית עבור עמידה במטרות כלכלת דלק.על ידי הזרקת דלק ישירות לתוך תא הבעירה, החום המאוחר של vaporization מגניב את המטען של צריכת הדלק, דיכוי ותאפשר יחס דחיסה גבוהה יותר של מנועי ניקוי מדויקים (GDI גם מספק דלק מדויק מטה דלק מדויק ומאפשר הפעלה רזה תחת עומסי אור, שבו ניתן להפחית את צריכת הדלק עד 10-15% כדי להפחית את הזרקה מוקדמת של מנועי דלק).

המונחים: Valve Timing and Lift

תזמון שסתום משתנה (VT) התפתח משלבי הטור פשוטים ועד מערכות מורכבות המסוגלות לעבור בין אוטו לבין ניתוח מחזור מחזור Atkinson (VT) מחזור ההסוואה של Atkinson - שבו מסתמי הצריכה נסגרים מאוחר, ומאפשרים לחלק מהעומס הצריכה להיות דחף בחזרה לתוך צריכת המחזור החודשי של טויוטה - דחיסה יעילה לחלוטין תוך שמירה על הדחיסה המלאה.

המונחים: Compression Ratio

מנוע VC-Turbo של ניסאן מייצג את היישום הראשון בייצור המוני של יחס דחיסה משתנה (VCR) מנגנון דחיסה משתנה (VCR) על ידי שינוי השלכת של מערך מולטי-קישור המקשר, המנוע יכול להתאים את יחס הדחיסה שלו מ-8:1 עבור שיפור גבוה וכוח מקסימלי עד 14:1 עבור יעילות עומסי דלק רחב יותר.זה מאפשר להפעלה של מנוע קטן, גבוה, תוך כדי הפעלת יעילות מכנית, בעוד שצריכה גבוהה יותר, בעוד שצריכה גבוהה יותר, לעומת זאת עשויה להיות מנטראקטיבית יותר, כאשר היא מוסיפה יעילות של צריכת חשמל גבוהה יותר, כלומר, כלומר, כאשר היא יעילה יותר, כאשר היא יעילה יותר, כאשר היא מוסיפה לכדי יעילות של צריכת Vivexitexitextextexit Activeerton גבוהה יותר.

Cylinder Deactivation and Lean-Burn Combustion

Cylinder deactivation, בשימוש ארוך בעקירה גדולה V8s, היגרה ל-4 צילינדרים קטנים יותר ואפילו שלושה מנועים של צילינדרים רזים (על ידי פיזור של צריכת וסתתיקים ממצה על ידי cylinders נבחרים על עומס אור, יתר לחץ פעיל לחץ אווירי פעיל יותר להפעיל לחץ ספציפי יותר, צמצום הפסדים משאבה בשילוב עם מנועים פעילים וביטול, מערכות אלה כמעט יכול להיות כמעט שקוף של דלק נוסף על ידי מנועים אגרסיביים מתקדמים יותר.

ניהול מהיר

ניהול תרמי התפתח כאזור קריטי עבור רווחי כלכלת דלק. Integrated exhaust manifolds למהירויות ראש גלילי מהירות חימום ולהפחית את אנרגיית החום הנדרשת כדי להגיע לטמפרטורת אור הזרקורים אור.חלק מעגלים ותרמוסטטיסים חשמליים מאפשרים לבלוק ולראש להיות קריר יותר של משאבות שומן (D2D) כדי להפחית את נפחי השומן הפעילה (pic) כדי להפחית את נפח השומן) במשקל חום (pic) ולהפחית את כמות המשתנים) באופן עצמאי, לחץ דם חום).

טבלאות R&D ברחבי התעשייה

לחץ רגולטורי שינה באופן יסודי את האופן שבו OEM להקצות תקציבי מחקר ופיתוח.לפני עשור, משאבי פיתוח מנוע היו מפוצלים במידה רבה בין גרסאות ביצועים ויעילות הזרם המרכזי כיום, כמעט כל תוכנית מנוע בנזין חדשה נשפטת לראשונה על צריכת הדלק שלה ונתוני CO2, עם ביצועים מטופלים כאופטימיזציה מוגבלת.שינוי זה הזרז את שילוב של אספקת החשמל, ארוך ארוך כ"תחילה"ב" על מנת למנוע את הפחתת הכוח הפנימי, אך כעת, אך ורק על ידי צוות של מנוע חשמלי גבוה, אך ורק לאחר שעדיין לא מוגבל של מנוע פנימי, אך הוא עדיין לאו של תקציבים.

ההיברידיות כגשר

מערכות היברידיות מיושנות (48V) להשתמש גנרטור היברידי מונע על ידי מתווך כדי לספק סיוע מומנט, החלמה אנרגיה, ומכשירי חוף ללא עלות של כונן היברידי מלא.הם יכולים לספק ירידה של 5-10 אחוזים ב- CO2 על מחזור WLTP באופן איטי יחסית על ידי מנוע חשמלי מופעלת גבוהה ביותר על ידי מנוע חשמלי נמוך ביותר על ידי מנוע חשמלי איטי יחסית על ידי מומנטום מלא ו-ידי דלקת ריאות (p) באופן בלעדי על ידי מנוע נמוך ביותר.

בקרת מנועים מבוססת תוכנה

יחידות בקרה של מנוע מודרני (ECUs) עכשיו לנהל מערך מבולגן של משתבשים, מקבוצות גיאומטריה משתנה טורחים ו-Switcht גזי-החל (EGR) שסומים לשאיבה מים חשמליים ומשאבות נפט.האלגוריתמים השולטים יותר מבוססים על מודלים ומסוגלים לבצע אופטימיזציה בזמן אמת של ניצוצות, דלק ודרכי אוויר (TA) מאפשרים ליצרנים לחיזוי סוללות מהירות, ולפתור שימוש במנועי חשמל.

משקל אור וחומרים מדע

בלוקים של המנוע, ראשי גליל ואפילו crankshaft היגרו מן ברזל יצוקה סגסוגת אלומיניום, ובמקרים מסוימים מגנזיום או חומרים מורכבים, כדי להפחית את מסת הרכב (דפסה תלת מימד) משמש עבור חלקי אבטיפוס ייצור נמוך כרכים של גיאוגרפיה מורכבת, כמו גם ערוצי קירור משולבים ומצעים קלים.

מחקרים: Pioneering Auto Cycle Innovations

כמה מנועי ייצור בולטים בדרך שבה הם מגלמים את השינוי המודרך של R&D.The FLT:0 (Toyota Dynamic ForceveFLT:1 משפחה, שהושקה בשנת 2017, מתגאה ב-2.5 ליטר טבעי כפתה ארבעה צינידר עם 40 אחוזים מקסימום יעילות דלק תרמי על דלק ו-41 אחוזים בצורת היברידית.

(ה-FLT:0) ממאדה סקייטבטיב-XIRFIRECT 1 (ה) היא תגובה יוצאת דופן לאתגר הרגולטורי.זה משתמש בחשיפה מבוקרת של דחיסה (SPCCI) כדי לנצל את היעילות של קוהרציה רזה, משוחדת דמוית דחיסה, בעוד שהוא שומר על ניצוץ כמו גורם של דיזל, כמו למשל דלק מבסיס דלק, עם ירידה של 2 אחוזים של מנועי SPG כבר פיזור נייר יעיל יותר מ-F.

(FLT:0)Volkswagen של EA888 Geneur4FLT ( 1 2.0 ליטר מנוע טורבו נטען פורסות של מגרנדר גיאומטריה משתנה, הראשון עבור מנוע בנזין בייצור המוני במגזר זה.VGT מפחיתה את קצב הדחיפה לאחור ומשפרת תגובה נמוכה בזמן מחזור Budcy המתוקן (צריכת מוקדם של קרינת CO) משפרת את היעילות של מנוע דיזל אחד לשני ליטרים).

(הופנה מהדף VC-TurbocioFLT) 1 (הראשונה) הוא אבן דרך ייצור בגמישות (VCR) בעוד שיעור הנימוק היה צנוע, הוא מוכיח כי מטרות מכניות VCR הן בר קיימא וניתן לחדד לשימוש נרחב יותר.מחקר למהירויות חלופיות של VCR, כגון סיכות פיסטון אקסצנטרי או ראשי גליל הידראולי, ממשיך במספר מרכזי הנדסה:

אתגרים ומסחר

חדשנות מונחה תקנה אינה ללא עלויות. מנועי הזרקת ישירה, בעוד יעיל, לייצר חומר חלקיקים (PM) הדורש מסננים חלקיקים של בנזין (GPFs), הוספת לחץ, משקל, ועלות. יחסי דחיסה גבוהים יותר ופלטים ספציפיים להגדיל את הלחץ התרמי ודורשים דלק פרמיה במקרים רבים, הרחבת הפער בין אישור לבין צרכני הדלק למעשה להשתמש.

יש גם הבדל מתמשך בין מספרי כלכלת דלק מעבדה לבין נהיגה בעולם האמיתי.ה-WLTP הוא נציג יותר מאשר NEDC הישן, אבל מחקרים על ידי FLT:0 המועצה הבינלאומית על תחבורה נקייה (ICCT)FLT:1 להראות כי צריכת דלק בעולם האמיתי עדיין עולה על ערכי אישור מסוג זה על ידי 10-20% בממוצע, פערים אלה חושפים אוטומטית לסיכון משפטי אחריות משפטית, אחריות משפטית, במיוחד על ידי הפעלת דלק היברידית על ידי תקנים חריפים על ידי לחץ רכב.

בעיקר, ההון העצום הנדרש לפיתוח מנועי הבעירה פנימית מתוחכמים יותר, נמצא תחת פיקוח כלחץ על בעלי מניות ומדיניות ציבורית לדחוף לקראת הגשמה. כמה יצרנים הודיעו כי הם לא יפתחו עוד משפחות מנועים פנימיים חדשים, בוחרים במקום להתעכב על אדריכלות הקיימת תוך הפניית משאבים למכוניות חשמליות סוללות.

הדרך Ahead: אוטומפילד בעולם מחוסן

מסלול הרגולציה הוא בלתי אפשרי.חבילת "Fit for 55" של האיחוד האירופי מציעה יעד הפחתה של 100 אחוזים CO2 עבור מכוניות חדשות עד 2035, ובכך אוסרת על מכירת כלי רכב חדשים שאינם אפס אפס אפס, בעוד שדלקים סינתטיים וביוניים עשויים לספק סטנדרטי חשמל של מכוניות, הנתיב העיקרי הוא גם חשמל.

עבור מנועי מחזור אוטו, העתיד הוא כנראה אחד מכווץ אבל לא נעלם התפקיד. מילד ו Plug-in היברידית ישמור מנועי בנזין על הכביש לתוך 2040, במיוחד בשווקים עם תשתיות טעינה לא מספיקות או דפוסים נהיגה למרחקים ארוכים. מהנדסים ימשיכו לדחוף יעילות תרמית כלפי 45 אחוזים ומעבר לשימוש של מצבי הדבקה מתקדמים כמו הדבקה סינתטית, טרום-chagicial, אם כי הם יכולים להפעיל את צריכת דלק משמעותי, אך ורקדחסין (דלקת אנרגיה), אך ורקדלהלן, אם כי הוא יכול להפעיל את עלויות דלק).

כמה יצרנים חוקרים מנועי הדבקה מימן ייעודיים כשיפור אפס פחמן של ארכיטקטורת מחזור אוטו. טווח החיסרון רחב של מימן ומספר octane גבוה מאפשרים עבור אולטרה-נקי, יעילות גבוהה פעולה גבוהה עם פליטות פחמן דו-חמצני כמעט אפס, אם כי NOx לאחר טיפול ואחסון נותרו חששות.טיוטה, יהאהאהאמה ואחרים הוכיחו בפומבי מימן-דלקים וטיפוסי, אשר עשוי להיות מחזור הבקרה האחרון של UF.

מסקנה

תקנות כלכלת דלק עיצבו מחדש את מנוע מחזור אוטו ממכשיר פשוט יחסית, בעל עלות-אופטימי להצגת הנדסה מדויקת. Turbocharging, הזריקה ישירה, פעולת שסתום, דחיסה משתנה, והיברידיזציה עמוקה הופנעו כולן מרעיונות נישה לפוטנציאלים מרכזיים על ידי משקל המנדטים המשפטיים.המעבר הוא רחוק מכאב: עלויות, מכפילות, הפערים, הפער בין המעבדה לבין דרישות תצפיתיות, אך ורק לפני דור לא-טבעיות ספציפיות, הוא תוצאה של מנועי בנזין.

בעוד העולם נע לעבר עתיד מחשמל, האסטרטגיות שצומחות תחת לחץ כלכלת דלק לא יוזרקו.חומרים, אלגוריתמי בקרה וידע של אלגוריתמים מתקדמים של מנועי מחזור אוטו יודיעו על עיצוב של טווחי טווח, תקעו את המנועים ההיברידיים, ואולי גם את מנוע הבעירה מימן.