مهندسی صنایع اتومبیل سازی1

BSFC و اقتصاد سوخت، موتور گازوئیلی، تزریق مستقیم (CIDI) و موتور دیزلی، بر BSFC و اقتصاد سوخت موتور احتراق جرقه ای (Spark-ignition) كه سوخت آن از طریق مجرا و دهانه موجود در آن تزریق می شود، ارجحیت دارد، دلیل این امر، عمدتاً استفاده از نسبت تراكم بسیار بالاتر و عمل غیر كنترلی می باشد. بنابراین،‌موتور دیزلی، عموماً صدا و سطح پارازیت بالاتر، دامنه سرعت محدودتر، قابلیت راه اندازی كاهش یافته و انتشارات No_x بالاتری را نسبت به موتور احتراق جرقه ای (SI) از خود نشان می دهد. در طول دو دهه گذشته، تلاش هایی در جهت ارائه موتور احتراق درونی در مورد كاربردهای اتومبیل سازی صورت گرفته است كه بهترین ویژگیهای موتورهای SI و دیزی را با هم تركیب كند. هدف از این كار، تركیب نیروی ویژه موتور گازوئیلی با كارایی و بازده موتور دیزلی در بخشی از بار بوده است. چنین موتوری ، BSFC را ارائه می دهد كه به BSFC موتور دیزلی نزدیك بوده و در عین حال، ویژگیهای عملی و بازده قدرت ویژه موتور SI را محفوظ می دارد.

تحقیق، نشان داده است كه كاندید نوید بخش برای دستیابی به این هدف، یك موتور احتراق جرقه ای ،‌چهار ضربه ای، تزریق مستقیم است كه تركیب ورودی را جهت كنترل بار خفه نمی كند. در این موتور، یك ستون ابری شكل اسپری سوخت، مستقیماً به سیلندر تزریق می شود، و تركیب هوا - سوخت با یك تركیب قابل احتراق در پلاتین و مولد جرقه و در زمان احتراق ، ایجاد می شود. این نوع موتور، بعنوان یك موتور تزریق مستقیم، شارژ لایه ای (DISC) طراحی می شود. این نوع موتور، عموماً؟؟ بسیاری در مورد سوختهای دارای عدد اكتان و اندیس حركت پذیری پائین تر را از خود بروز می دهند، و بخش چشمگیری از كار اولیه در مورد موتورهای طرح اولیه DISK بر قابلیت چندسوختی متمركز بود. توان خروجی این موتور، به شیوه ای مشابه با توان خروجی موتور دیزلی، با تغییر میزان كه به سیلندر تزریق می شود، كنترل می گردد. هوای القایی (مكشی) خفه نمی شود بنابراین به حداقل رسانی كار منفی حلقه پمپاژ چرخه، مورد توجه قرار می گیرد. موتور، با استفاده از كلید جرقه جهت احتراق سوخت و تركیب با هوا، موجبات احتراق مستقیم را فراهم می آورد، بنابراین از بسیاری از شرایط و نیازهای كیفیت احتراق احتراق اتوماتیك را كه مربوط به سوختهای موتور دیزلی هستند، اجتناب می كند. بعلاوه، به وسیله تنظیم كلید جرقه و انژكتور سوخت، ممكن است كل عمل تركیبات سوختنی بسیار زیاد بدون مواد قابل احتراق كافی حاصل شود، و یك BSFC افزایش یافته به بار آید.

از یك چشم انداز تاریخی، تمایل به این منافع مهم، تعداد تحقیقات مهم در مورد پتانسیل موتورهای DISC ، ارتقاء یافته است. چند استراتژی احتراق، ارائه و اجرا شدند، از جمله سیستم احتراق كنترل شدة (TCCS) Texaco Man-fm of masch inenfabrik Auguburg-Nurnberg و سیستم احتراق برنامه ریزی شده Ford این سیستم های اولیه، مبتنی بر موتورهایی بودند كه دو شیر در هر سیلندر، با یك محفظه احتراق كاسة داخل پیستون داشتند. تزریق تأخیری، با بكارگیری یك سیستم تزریق سوخت نازل - خط - پمپ مكانیكی حاصل از یك كاربرد موتور دیزلی ، بدست آمد. عمل عدم خنگی (withrottled) از طریق دامنة بار و با BSFC حاصل شد كه با موتور دیزلی تزریق غیر مستقیم (IDI) رقابت می كرد . نقطه ضعف عمده این بود كه زمان بندی تزریق تأخیری ، حتی در بار كامل حفظ می شد، این امر، به دلیل محدودیات سیستم تزریق سوخت مكانیكی بود. این امر امكان احتراق بی دود یا كم دود را برای نسبتهای سوخت - هوای غنی تر از 20 به 1 فراهم می كرد. لزوم استفاده از تجهیزات تزریق سوخت دیزلی، با نیاز به یك توربو شارژ جهت فراهم آوردن توان خروجی مناسب همراه بود كه منجر به ایجاد موتوری با ویژگیهای عملكرد هزینه ای می شد كه مشابه با ویژگیهای عملكرد و هزینه یك موتور دیزلی بود، اما دارای انتشارات هیدروكربن خام با بار نسبی ضعیف (UBHC) بود. تركیب كاربرد هوای نسبتاً رقیق و استفاده از تجهیزات تزریق سوخت كه محدود به دامنة سرعت بود، بدین معناست كه توان خروجی ویژه موتور، كاملاً پائین بود. مبحثی در مورد تركیب بندی هندسی این سیستم های اولیه در بخش 1-6 ارائه می شود.