خودرو صنعت صنعت ها

امروزه تکنولوژی طراحی موتورهای احتراق داخلی به سمتی میل می کند که از مقدار مشخصی سوخت حداکثر استفاده را بنماید و آلودگی را نیز تا حد ممکن کاهش دهد. در این راستا موتورهای مختلفی از جمله Hybrid, GDI, CNG و HCCI طراحی و ارائه شده اند در این بین موتورهای HCCI طرح نوین و کارامدی است که نظر محققین زیادی را به خود جلب کرده است.
اولین تجربه در زمینه موتورهای HCCI به سال 1979 برمی گردد که آقای Onishi یک رفتار احتراقی شبیه موتورهای SI و CI ارائه نمود؛ این موتور که یک موتور بنزینی دو زمانه با خاصیت کارکرد در شرایط مخلوط سوخت و هوای رقیق بود، Active Thermo Atmosphere Combustion (ATAC) نامید.عکسبرداریهای با سرعت بالا نشان داد که در احتراق ATAC چند نقطه اشتعال خود بخودی بدون انتشار شعله، به وقوع می پیوندد. در همان سال آقای Naguchi یک احتراق خودبخودی را در موتورهای بنزینی دو زمانه مطرح نمود که فرآیند احتراق آن به نام Toyota_Soken Combustion (TS) معروف گشت. در این احتراق نیز نقاط زیادی در مرکز محفظه احتراق شروع به اشتعال خودبخودی می نمود و سپس یک انتشار سریع شعله در پی آن صورت می گرفت. در سال 1994 این مدلها پیشرفت زیادی نمود و تحقیقات در مورد آن در بازه های مختلف کارکردی انجام پذیرفت و به نام HCCI شهرت یافت.

اساس کارکرد موتورهای HCCI:

این موتورها مکانیزمی شبیه به موتورهای بنزینی (SI) دارند یعنی سوخت و هوا با هم مخلوط شده و به داخل سیلندر وارد می شوند ولی در این سیستم دیگر برای شروع احتراق از سیستم جرقه استفاده نمی گردد، مخلوط هوا و سوخت متراکم می گردد تا پیش واکنشها با بالا رفتن دمای مخلوط، انرژی اولیه جهت احتراق را فراهم نمایند و مخلوط محترق گردد؛ بطور ساده می توان گفت که این سیستم آمیزه ای از موتورهای بنزینی و دیزلی می باشد و از مزایای هر دو آنها برخوردار است. این موتورها مانند موتورهای دیزل از مزیت نسبت تراکم بالا استفاده می کنند که به همین دلیل دارای بازده بالایی هستند و همچنین مانند موتورهای بنزینی NOx پایینی دارند. علت پایین بودن NOx به خاطر این است که مخلوط خیلی رقیق بوده و دمای کل فرآیند احتراق پایین می آید.از مزایای دیگر این سیستم ها عدم وجود تراتل است که خود موجب حذف افت توان ناشی از تراتل می گردد و طول زمان احتراق کوتاه می باشد که باعث افزایش توان می گردد.

از مشکلات موجود در راه توسعه این موتورها می توان به موارد زیر اشاره نمود:
1- استارت یا روشن شدن بد موتور: از آنجاییکه این موتورها رقیق سوز می باشند روشن شدن آنها عموماً به سختی صورت می پذیرد.
2- کنترل نامناسب روی فرآیند احتراق: از آنجاییکه شروع احتراق در این موتورها بدون حضور شمع و بصورت خود بخودی صورت می پذیرد، همچنین نسبت استوکیومتریک در این موتورها کمتر 0.5 بوده و باعث فرآیند misfiring (خفگی احتراق) می شود، کنترل این موتور را امری مشکل می سازد.

شایان ذکر است که نسبت استوکیومتریک عبارت است از نسبت سوخت به هوای واقعی به نسبت سوخت به هوای تئوری که برای موتورهای بنزینی در حدود 1 می باشد.
در زمینه این موتورها تحقیقات فراوانی در نقاط مختلف دنیا صورت می گیرد که عمده آنها در ژاپن متمرکز است و جدول زیر خلاصه این فعالیتها را بصورت آماری نشان می دهدبا

اینم اولین مطلب:دوستانم لطفا نظربدید