Защо повече налягане означава по-чисти бензинови двигатели

Бензиновите двигатели с директно впръскване (GDI) стават все по-популярни. Те предлагат по-добра икономичност и по-ниски емисии при едновременно увеличаване на въртящия момент в ниски обороти. Но ефектите имат и обратна страна. GDI-двигателите изхвърлят повече фини частици от обикновените бензинови двигатели.

Възможен начин за справянето с проблема е увеличаването на налягането на горивната инжекционна система. В момента GDI-системите работят с 200 бара, но нова разработка на Delphi Technologies вече достигна 350. Други производители като Delphi, Magneti Marelli и Bosch работят по системи с 500 бара.

Но, първо, защо GDI-двигателите изхвърлят повече частици от обикновените двигатели? Бензинът е един и същ, така че къде е разликата?

При традиционния метод бензинът се смесва с въздуха преди да постъпи в цилиндъра, което позволява при навлизането в него сместа да е хомогенна. При GDI-двигателите, въздух се засмуква от буталата, а горивото се впръсква директно в горивната камера при сгъстяване на въздуха, малко преди да се извърши самото запалване. Всмукателния колектор завихря въздуха в цилиндъра, така че горивото да влезе по средата на това завихряне и да може да се смеси с въздуха. Капките гориво обаче имат много по-малко време за изпарение и недостатъчното изпарение означава повече частици.

Увеличаване на налягането на впръскваното гориво за намаляване на капчиците му означава по-добро изпаряване. Според Delphi тяхната система с 350 бара е намалила размера и броя на частици с до 70 процента, а бъдещата система с 500 бара налягане ще ги намали с още 50 процента. Това обаче не е лесен процес.

Колкото по-високо е налягането, толкова по-голяма енергия е нужна за създаването му, което води до отневане на част от мощността на горивото и се отразява на икономичността. Може да се стигне и до по-голям шум и да се създаде по-високо натоварване на инжекционните компоненти. Новите и по-мощни дюзи измерват горивото по-прецизно и могат да издържат на по-високото налягане и промените в горивната тръба, която ги захранва.

Горивната помпа за високо налягане на Delphi увеличава налягането без това да се отразява на шума и с минимална консумация на енергия. Тя не позволява и увеличаване на натоварването на агренажния механизъм.

В същото време все повече производители вграждат филтри за твърди частици в новите си автомобили, за да намалят емисиите с 90 %. Филтрите са поставени близо до двигателя, за да могат да загряват бързо и да влизат в оптимален режим на работа. Те действат и като катализатори за пречистване на азотните окиси, въглеродния моноксид и хидровъглеродите.

Снимки: Delphi, Bosch