İç yanma motorlarının düzenleyici manzara son birkaç on yıl boyunca derin bir dönüşüm geçirdi. Yakıt ekonomisi ve sera gazı emisyon standartları, oto üreticilerin, değerli Otto döngüsünin çok mimarisini yeniden düşünmelerine izin verdi.Bir zamanlar ata gücü ve tork, bir zamanlar Otto verimliliğini, performans ve maliyeti arasındaki karmaşık bir denge eylemine dönüştü.

Otto Çevrim Motorunı Anlamak

Nikolaus Otto'nun 1876 yılında dört yüz metrelik bir motor patentini patentlediğinden sonra, ışık yakıt motorlarının en yüksek ısıtılması için baskı artışına neden oluyor. İdeal formda, dört ayrı vuruştan oluşur: satın alma, genişleme, genişleme (güç), ve egzozlama oranları ve önemli pompalanma oranları, bu da ısıtılması için ısıtılmış ısının yüzde 35'ini doğal olarak yüzde 35'i düşüren ısıtın ısıtılması için ısıtın.

İç yanma temelleri, sıkıştırma oranını artırmanın ve throttling kayıplarının verimliliğini artırabileceğini dikteler. Ancak, benzinin yüksek sıcaklık ve baskı altında elde etme eğilimi, pratik bir tavana ek olarak, hükümetler yasal olarak bağlayıcı yakıt harcaması ve CO2 hedeflerinin önüne geçilmesi için önemli ölçüde değişti.

Yakıt Ekonomisi için Düzenlemek

ABD 1975 yılında Kurumsal Ortalama Yakıt Ekonomisi (CAFE) programını kurdu, ancak ilk standartlar 2020 yılına kadar nispeten statik kaldı. 2000'lerin başında, enerji güvenlik kaygılarının ve iklim değişikliği konusundaki artan bilimsel fikir birliği, 2026'da önerilen son derece güvenli bir şekilde test edilen son derece güvenli standartlarda 2026'ya kadar yaklaşık 49 mpg'ye ulaşmak için daha agresif ayak izi belirledi.

Bu arada, Avrupa Birliği, 2021 araç için zorunlu CO2 emisyon hedeflerini benimsemiştir, 2021 filosu ortalama 95 g CO2/km'de belirlenen ortalama %94'ü benzinli araçlar için %55 oranında azaltımı talep etmektedir.

Nasıl Düzenlemeler Yeniden Kontrol Motoru Tasarımı

Downsing ve Turbocharging

Yakıt ekonomisi yönetmeliğinin en görünür sonucu, kabul edilebilir bir üst düzeye kadar pompalanan motorlar haline geldi. Daha yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte motorlar ile daha iyi bir yakıt ekonomisi sağlamak için, motoru daha verimli bir şekilde çalıştırmaya devam ediyor.A modern 2.0 litrelik turbo şarj motoru, daha yüksek bir frenleme ve hızlama noktalarının toparlanmasıyla sınırlıyor.

Doğrudan Yakıt Enjeksiyonu ve Yüksek Basınç Sistemleri

Benzin doğrudan enjeksiyonu (GDI) yakıt ekonomisi hedeflerini karşılamak için bir temel teknoloji haline geldi. Doğrudan yanma odasına yakıt enjekte ederek, buharlaştırma ısısı, alımı şarj, bastırma motorlarını ve yüksek sıkıştırma oranını 350 bara veya daha fazla maliyetle azaltın. GDI, atomizasyon ve partikülleri azaltın ve şimdi limandaki yüksek çözünürlükte 10 ila 15 oranında azaltılabilir. Sistem basıncının yüksek çözünürlükte 150 bara kadar yüksek basınçlarını artırmak için yüksek çözünürlükte artış göstermesini gerektirir.

Değişkenler Valve Timing ve Lift

Değişkenlik valfi zamanlaması (VVT) basit cam fazlayıcılardan, Otto ve Atkinson döngüsü işlemi arasında geçiş yapabilecek karmaşık sistemlere yol açtı. Atkinson döngüsü - Toyota'nın dinamik güç serisine sahip olan alım satımı, geç kapak kapatma ve yüksek statik sıkıştırma oranına geri adım atarak, tüm baskı oranlarının tamamının tamamen artmasını sağlar.

Değişken Kombinasyon Oranı

Nissan'ın VC-Turbo motoru, değişken bir sıkıştırma oranı (VCR) mekanizmasının ilk kitlesel üretim uygulamasını temsil eder.Bir multi-link çubuk düzenlemesinin atışını değiştirerek, motor maliyetlerini ve sürtünme oranını 8:1'den yüksek artırma ve maksimum güç için 14:1'e kadar yükseltebilir.Bu esneklik, VCR mekanizmalarına karşı daha fazla motor açmanızı sağlarken, hidrolik ölçümleme ve daha büyük bir performans motorunu sağlar.

Silindir Deactivation ve Lean-Burn Combustion

Silindir deactisyon, büyük yerinden V8'lerde uzun süredir kullanılan, aktif motor parçaları ve gürültü iptaline kadar, bu sistemler sürücüye neredeyse şeffaftır.

Gelişmiş Termal Yönetim Yönetimi

Termal yönetim, yakıt ekonomisi kazanımlar için kritik bir alan olarak ortaya çıktı. Entegre egzoz tabakaları silindir hızı ısıya ısıtılır ve ısı enerjisini katalizör ışık ısıtılır. Split soğutma devreleri ve elektrikli termostatlar blok ve kafayı bağımsız olarak korur ve ısıtılır. Elektrikli su pompası ve değişken petrol pompaları, sadece ihtiyaç duyulan ısı enerjisini azaltır, parasitik kayıpları azaltır.

Stratejik R&D208s Endüstride Bir

Düzenleme basıncı, OEM'lerin araştırma ve geliştirme bütçelerini temel olarak değiştirdi.On yıl önce, motor geliştirme kaynakları büyük ölçüde performans seçenekleri ve ana verimlilik arasında bölünmüştü. Bugün, neredeyse her yeni benzinli motor programı ilk olarak yakıt tüketimi ve CO2 rakamlarıyla, saf iç yanmalı motor projelerinin yüzdeleri, elektrikli güçlendiriciliğinin optimizasyonuna karşı hızla ilerledi, ancak şimdi önemli bir yanma motoruna kadar önemli bir araştırma için harcanan mutlak bir araştırma döngüsü olarak görüldü.

Bir Köprü Olarak Hibritizasyon

Mild hibrit sistemler (48V), yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde kullanılabilir.

Software-Defined Engine Control

Modern motor kontrol birimleri (ECUs) artık kıvılcım, yakıt ve hava yolları kullanan bir arıtımı serisini yönetiyor.In-air (OTA) güncellemeler üreticilerin gerçek su pompası ve petrol pompasına hitap etmesini ve emisyon uyumunu artırmasını gerektiriyor. Bazı şirketler GPS ve bulut kanallarını tahmin ediyor.

Hafifletme ve Malzeme Bilimi

Motor blokları, silindir kafaları ve hatta crankshafts, demirden alüminyum alaşımlara kadar göç etti ve bazı durumlarda magnezyum veya kompozit malzemelere, araç kütlelerini azaltmak için. Katkı noktaları ve kapaklar için kullanılıyor, aynı zamanda entegre soğutma kanalları ve hafif para birimleri ve hafif para birimleri ile ısıtımı da artırıyor.

Vaka Çalışmaları: Öncül Otto Döngüsü Yeniliği

Birkaç üretim motorları düzenleyici tabanlı R&D değişimi konusunda somut bir şekilde öne çıkıyor.TheurFLT:0)Toyota Dynamic Force) aile, 2017'de başlatılan 2.5 litre doğal olarak, dört litrelik bir benzin verimliliği yüzde 40 oranında daha yüksek ısıtılmış ve yüzde 41'lik bir sıvı işlemden oluşan bir yüksek hacimli satın alma sistemi, lazer sert ısıtılmış ısıtılmış ısı sistemi ve ısıtılmış bir ısı kontrol valfi ile birlikte 2,5 litreye sahiptir.

[FONT=0]Mazda Skyactiv-X[DÜT:1] düzenleyici meydan okumaya olağanüstü bir yanıt veriyor.SPCCI ignition (SPCCI) daha önce yumuşak, sıkıştırma benzeri bir yanma verimliliğini kullanmak için, bir kıvılcımı tetikliyorken, bir kıvılcımı tetikliyor.Bu motor, dizel benzeri tork ve yakıt ekonomisi ile CO2 azaltımı ile% 20'ye kadar, Mazda'nın zaten verimli Skyiv-G motorlarının verimini kullanmak için kullanıyor.

[FONT=0]Volkswagen'in EA888 Gen4) 2.0 litre turboşar motor, bir BorgWarner değişken geometri turboşarj, bu segmentte bir ilk kez daha yüksek hacimli dört-enerji üretim motoru için. VGT, yüksek performanslı uygulamaları bir kez daha yükselterek, yüksek performanslı uygulamalarla CO2 hedeflerinin kapatılmasını sağlar.

[FONT:0]Nissan'ın VC-Turbo[[Dönetici: 1 ) daha önce bahsedilen, çok sayıda mühendislik merkezinde üretim kilometresi var olabilir.Stellion oranı mütevazı olsa da, mekanik VCR'nin uygulanabilir olduğunu ve daha geniş kullanım için geliştirilebileceğini kanıtlar.... eksantrik cam tüp yatakları veya hidrolik silindir parçaları gibi, birden fazla mühendislik merkezi ile düşük yakıt tasarrufu sağlar.

Meydanlar ve Ticaret-offs

Yönetmelik odaklı inovasyon maliyetler olmadan değildir. Doğrudan enjeksiyon motorları, verimli bir şekilde, sertifikasyon ve yakıt tüketicileri arasındaki boşluğu gerçekten kullanabilir. Silindir de gürültüyü, basınçları ve ağırlığı (NVH) ekleyerek, aktif gürültü iptal veya motor arsaları ile karşı karşıya kalmaları gerekir.

Laboratuvar yakıt ekonomisi sayıları ve gerçek dünya sürüşleri arasında da kalıcı bir ayrım var. WLTP, eski NEDC'den daha temsil ediyor, ancak temiz Ulaşıma (ICCT) göre uluslararası Konsey (Dönetici)) gerçek dünya yakıt tüketiminin hala ortalama 10-20 oranında düşük olduğunu gösteriyor.Bu boşluk, otomatik üreticilerin şöhretli risk ve potansiyel yasal sorumluluğu, RDE uyumluluk ve tedavi sistemlerindeki yakıt yatırımını ortaya koyuyor.

Çoğu zaman, daha sofistike iç yanma motorlarını geliştirmek için gereken büyük sermaye, batarya-elektrik araçlarına yol açan kaynaklar altında bulunuyor. Bu dinamik güçler R&D ekiplerin çoğuna elvestiikasyona doğru iterasyona yönelik baskı ve kamu politikasına iteratediklerini açıkladılar. Bazı üreticiler artık yeni iç yanma motor aileleri geliştirmeyeceklerini açıkladılar, bunun yerine, mevcut araçlama ve tedarik zincirlerinin kısıtlamaları içinde maksimum enerji verimliliği.

Yol Ahead: Bir Dekarbonat Dünyasında Otto Döngüsü

Avrupa Birliği'nin “55 için para cezası” paketi, 2035 yılına kadar yeni otomobillerin yüzde 100 CO2 azaltımı hedefi, yeni olmayan araçların satışını etkili bir şekilde yasaklayan projelerdir.

Otto döngüsü motorları için, gelecekte büyük olasılıkla bir azalmadan biridir, ancak rol ortadan kaldırmaz. Mild ve plug-in hibritler, özellikle de yetersiz şarj altyapısı veya ağır uzun mesafe sürüş kalıpları ile ilgili pazarlarda, bu motorların kullanımı ile ilgili olarak bilinen, bu motorların tükenme noktalarının kullanılmasıyla, daha önce ısıtılması, ön-kahraman gücü ve homojen kompresyon (HCCI) önemli ölçüde ısıtılmasına izin verebilir.

Bazı üreticiler, Otto döngüsü mimarisinin sıfır karbon yükseltmesi olarak özel hidrojen yakma motorlarını araştırıyorlar. Hidrojenin geniş flammability range ve yüksek octane numarasının ultra-lean, yüksek verimli bir operasyona yakın olan yüksek çözünürlükte CO2 emisyonlar, ancak NOx tedavi ve depolama endişeleri kaldı.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Yakıt ekonomisi düzenlemeleri, Otto döngüsü motorunu nispeten basit, maliyetle optimize edilmiş bir cihazdan hassas mühendislik sergilerine yeniden şekillendirmiştir. Turbocharging, doğrudan enjeksiyon, değişken valf davranışı, değişken sıkıştırma ve derin hibritleştirme, tüm ısıtıcılıkları elde eden bir nesildir, belirli çıktılar ve temizlenebilirliklerden uzaktır: maliyetler yükselir, multiplies ve laboratuvar arasındaki boşluk sürekli vigilance gerektirir.

Dünyanın elektrikli bir geleceğe doğru hareket ettiği gibi, yakıt ekonomisi baskı altında yapılan stratejiler atsız olmayacaktır. Gelişmiş Otto döngüsü motorları için geliştirilmiş olan malzemeler ve yanma bilgisi, iç yanma motorunun son hareket tasarımını bilgi edinecek, en teknik olarak parlak bir tane.