Hogyan tartja a belső égésű motor a tempót

CHICAGO - Norvégia, India, Franciaország, Írország és az Egyesült Királyság: Az új benzin- és dízelüzemű járművek eladásának jövőbeni tilalmát ígérő országok köréből ítélve a belső égésű motor (ICE) lejárati dátummal rendelkezik 2025 és 2040 között. Néhány nagy autógyártó vállalta, hogy visszavonja az ICE-t: A Volkswagen 2026-ot tűzte ki célul a benzin- és dízelüzemű járművek utolsó modelléveként, mivel teljes súlyát az elektromosság mögé helyezi.

hogyan

A függőben lévő tilalmak, az üzemanyag-takarékossági követelmények és az elektromos járművek (EV) hajnala ellenére még nem számolják az ICE-t. A szabályozási és versenynyomás újabb mérföldeket és éveket szorít ki a 143 éves technológia közül.

- Az unokáim nyugdíjasok lesznek, mielőtt az ICE elmúlik; Nem vagyok biztos benne, hogy valaha is elmúlik ”- mondta James Martin, az észak-amerikai hajtáslánc és a londoni IHS Markit megfelelőségi előrejelzésének vezető kutatóelemzője.

Ígéretes technológiák

"Az elektromos járművek versengése az ICE-re szakosodott és arra támaszkodó vállalatokat teszi jobbá és hatékonyabbá" - mondta Martin, rámutatva, hogy az olyan autógyártók, mint a Toyota és a Mazda, hogyan termelnek hőhatásfokú motorokat az égett üzemanyag százalékos arányának mérése, amelyet egy motor képes meghajtássá alakítani - a 41% -tól 42% -ig terjedő tartományban. Ez összehasonlítható egy tipikusabb magas 20% és alacsony 30% tartományral.

Eközben, miközben az autógyártók reagálnak a szabályozási nyomásra, beleértve a szigorúbb üzemanyag-takarékossági normákat, mérföldenként per gallon javulás pénzmennyiségük, amelyet hajlandóak elkölteni egy technológia piacra kerülése érdekében, mondta. "Ahol korábban nem rakott volna rá egy technológiát, ha az több, mint 10 dollár/mérföld/fejlõdési gallon, most a vállalatok olyan technológiákat vizsgálnak, amelyek fejlesztése 25, 30 dollár/mérföld/gallon, hogy megfeleljenek az előírásoknak, mert az villamosítás költsége sokkal magasabb - mondta.

Mire költik az autógyártók kutatási és fejlesztési pénzüket? Martin rámutat a legígéretesebb megközelítésekre.

Turbófeltöltés. Az egyik technológia miatt a kis motorok nagyobbnak tűnnek: a motor lecsökkentése, de a turbófeltöltők hozzáadásával megtartja teljesítményét. Ezek a kisebb, könnyebb motorok kevesebb üzemanyagot fogyasztanak, mert nagyobb hengernyomás mellett járnak. A turbófeltöltés és a leépítés együttesen 5–7% -os üzemanyag-takarékosságot kínál.

A villamosítás révén ezek a motorok még üzemanyag-takarékosabbak lesznek. "Bizonyos esetekben meg tudják kezdeni a motor feltöltését, még mielőtt a jármű elindulna" - mondta Martin. „Kiküszöböli az úgynevezett„ turbó késést ”- ahol a gázpedált lenyomja, a motor beindul, majd bejön a turbó, és igazán nagy lökést ad. Az elektromos turbófeltöltőkkel korán megkapja ezt a lendületet, így nem kapja meg ezt a tétovázást, amelyet nagy nyomás követ. Csak fokozatos gyorsulást ér el. ”

A henger deaktiválása. Egy másik ígéretes technológia - a henger deaktiválása - miatt egy jármű nagy motorja, például egy kisteherautó vagy egyterű, üzemanyag-fogyasztását tekintve kisebbnek tűnik. Ezzel a technológiával a motor kikapcsolja az üzemanyagot a hengerek egy részében, amikor nincs rá szükség - például autópályán haladó kisteherautóval szemben, vagy nehéz teherrel a hegyekben. Ennek a technológiának egy újabb formája, a Dynamic Skip Fire a Delphi Technologies-tól drámai módon csökkentheti a használatban lévő hengerek számát, lehetővé téve például egy Chevrolet Silverado kisteherautó számára, hogy csak egy vagy akár mind a nyolc hengeren is járhasson.

Az üzemanyag-takarékos fejlesztések 4% és 5% között változhatnak a henger deaktiválásának régebbi formái esetében, és akár 10% és 12% között a dinamikus formáknál, ahol minden henger önállóan be- és kikapcsol minden ciklus során, ha szükséges.

HCCI. 2018-ban a Mazda Motor Corp. bemutatta a Skyactiv-X motort, amelyet a japán autógyártó „új generációs” ICE-ként jellemzett.

„Az általuk alkalmazott technológiát homogén töltésű kompressziós gyújtásnak (HCCI) nevezik. Alapvetően lehetővé teszi, hogy a benzinmotor nagyon dízelszerű cikluson működjön hosszabb ideig ”- mondta Martin. A Skyactiv-X ahelyett, hogy gyújtógyertyát gyújtana a gázgőz keverékének meggyújtására, mint egy benzinmotorban, olyan szorosan összenyomja az üzemanyag-keveréket, hogy meggyulladjon - akárcsak egy dízelmotornál. Az eredmény 15% -kal nagyobb üzemanyag-hatékonyságot és nyomatékot jelent, mint a hagyományos motoroknál a Mazda szerint.

Öt évvel ezelőtt Martin a HCCI technológiát elméletileg érdekesnek, de soha nem készen állította volna le. Más technológiákra és képességekre épít, amelyeket a legtöbb autógyártó nem volt költséghatékony a közös megvalósítással. "A Mazda nyilvánvalóan megtalálta a módját, hogy működőképes legyen" - mondta.

Változtatható kompressziós turbó. Egy másik technológia, amelyet Martin elméletileg nagyszerűnek mondott volna, de soha nem áll készen a Nissan Motor Co. Ltd. változó sűrítésű turbó (VC-Turbo) motorja, amelyet szintén 2018-ban vezettek be. A 2 literes turbómotor elmozdíthatja tömörítési arány menet közben üzemanyag-takarékos 14-ről 1-re erősebb 8-ról 1-re. Martin ismét túl komplexnek tartotta a technológiát: új mozgó alkatrész-készletet vezetett be, és a mozgások időzítéséhez vezérlőrendszerre van szükség. De a japán székhelyű Nissan rájött, és felveszi a VC-Turbót Infiniti QX50-be és a 2019-es Nissan Ultimába. Az új motor 15% -kal javítja az Ultima korábbi 3,5 literes V6-os motorjának összesített üzemanyag-fogyasztását.

Édes folt megtalálása

Az erőátviteli technológia fejlesztése nagyban hozzájárulhat az ICE üzemanyag-takarékosságának növeléséhez is, lehetővé téve a motor hosszabb ideig történő működését ideális körülményeinek „édes pontján” - mondta Martin. És az ICE üzemanyag-takarékosságának még nagyobb javítása képes villamosítani.

"Az emberek kezdik látni a szinergiákat az ICE-t fokozó különféle villamosítási formák között, ahelyett, hogy csak versenyeznének vele" - mondta, rámutatva az enyhe és teljes hibrid motorok elterjedésére, amelyeket az autógyártók vezetnek be, akik az egyre szigorúbb üzemanyag-takarékossági célok elérésére törekszenek. az Egyesült Államokban és a világ minden tájáról.

"Annyiban, hogy a jármű villamosítása leveszi az ICE terheinek egy részét, lehetővé teszi az ICE fejlesztőinek, hogy megtervezzék azt a motort, hogy a motor leghatékonyabb sávszélességén belül működjön, így javíthatják az üzemanyag-takarékosságot" - mondta. Az enyhe hibridizáció 5–15% -os javulást eredményezhet az ICE üzemanyag-takarékosságában, míg a teljes hibridizáció ezt a tartományt 15% –20% -ra emeli, a plug-in hibridek pedig 25% vagy annál nagyobb megtakarítást érhetnek el.

Az ICE életben tartásának emberi eleme is van. Nem minden fogyasztó képes vezetni a mai EV-t, amelynek feltöltése akár 30 percig is eltarthat 80% -os akkumulátor-kapacitás mellett. „Néhány ember számára az elektromos autó ideális lesz; egyesek számára rémálom - mondta Martin. „Szükségük van valamire, ahol percek alatt, nem órák alatt tudják feltölteni az energiaforrást. Ha ICE-vel rendelkező járművük van, de az elektrifikálás révén bizonyos fejlesztések vannak, akkor is elérhetik mindkét végüket. ”

Eközben nem minden ország vehet fel teljesen elektromos közlekedési infrastruktúrát a közeljövőben. Martin arra számít, hogy a benzin- és dízelüzemű járművek tilalmát bejelentő emberek boldog technológiai közegbe kerülnek az ICE motorok és az elektromos motorok között.

Idézi Kaliforniában az eredeti nulla emissziós jármű (ZEV) program lágyulását. Az 1990-ben elfogadott megbízás eredetileg megkövetelte, hogy a nagy autógyártók 2003-ig új járműveik 10% -át ZEV-ként készítsék el, ha továbbra is az államban szeretnének értékesíteni. Válaszul a piaci realitásokra és a lemaradó fogyasztói keresletre az EV-k iránt, Kalifornia fokozatosan kiigazította a megbízást, hogy különböző fokú ZEV-eket engedélyezzen.

"Könnyebb politikát meghatározni és ettől elállni, ésszerűbb, mint megengedni, hogy az ipar organikusan a megfelelő helyzetbe kerüljön" - mondta Martin. Hasonló elmozdulásra számít azokban az országokban, amelyek az ICE-tilalmat szabtak meg.

"Idővel visszatérnek arra, ami lehetséges és ami gazdaságilag a legésszerűbb az autógyártók és a régiók számára" - mondta.