211service.com
En brændstofsugende motor
Et forskningsprojekt i Storbritannien har udviklet en benzinmotor, som det hævder kan reducere brændstofforbruget med 15 procent uden at miste strøm.
Prøveforbrænding : En testmotor fra Lotus Engineering brugt til at udvikle et nyt, effektivt motordesign.
Nøglen til det nye design er måden, hvorpå brændstof og luft indføres separat i motorcylindrene. Ved at eksperimentere med forskellige regimer til direkte indsprøjtning af brændstof, mens åbningen og lukningen af luftindtagsventilerne varieres, siger forskerne, at de har opnået det store gennembrud i ydeevnen - og udviklet en konceptbilmotor, der er ved at få interesse fra store bilproducenter.
Formålet med projektet, et samarbejde mellem to førende bilmotorudviklingsvirksomheder, Lotus Engineering og Continental drivlinje og to universiteter, Loughborough og University College London , er at reducere tab forårsaget af motorens gasspjæld. I konventionelle motorer holdes gashåndtaget delvist lukket undtagen under fuld acceleration, hvilket hindrer luftstrømmen og reducerer trykket og tætheden af den luft, der kommer ind i cylinderen. Dette tvinger motoren til at arbejde hårdere for at trække luft ind i cylinderen. Den spildte energi kan spares ved at kontrollere luftmassen, der kommer ind i cylinderen, ikke med gashåndtaget, men ved at variere tidspunktet for ventilåbninger ved hver cylinder. Dette gør det også muligt at gøre motorer mindre og mere effektive.
Sådanne justeringer er ikke mulige med konventionelle motorer med variabel ventil, som bruger mekaniske kontroller, der begrænser deres funktion. Men Lotus Engineering har udviklet et hydraulisk system, som det siger muliggør fuldstændig kontrol over ventilernes timing, varighed og løft. Forskerne konkluderede, at den bedste konfiguration af ventiler var fire for hver cylinder, to for luftindtag og to for udstødning. Ifølge virksomhedens hovedingeniør, Graham Pitcher, kunne motorydelsen styres ved at lukke den ene indsugningsventil og åbne den anden lidt.
En anden vigtig forskel fra tidligere designs er, at brændstofinjektoren er placeret centralt i cylinderhovedet i stedet for i siden. Dette gør det muligt for brændstof og luft at blande sig bedre, selvom det betyder, at injektoren er placeret på den varmeste del af motoren og derfor kræver forbedret vandgennemstrømning for at holde den kølig. En ekstra fordel ved bedre forbrænding er lavere mængder uforbrændt brændstof i udstødningen, hvilket resulterer i færre kulbrinteemissioner.
Lotus Engineering og Continental Powertrain har allerede taget teknologien til sig i en konceptbil med lavt kulstofindhold. En tre-cylindret, 1,5-liters motor baseret på forbrændingskonceptet er blevet monteret på Opel Astra og vist at reducere kuldioxidemissionerne med 15 procent sammenlignet med Astras standard, 1,8-liters, firecylindrede motor. Samtidig producerer konceptbilen en stigning på 36 procent i drejningsmoment og en stigning på 14 procent i effekt.
Ifølge Geraint Castleton-White, leder af drivværk hos Lotus Engineering, er resultatet en bil, der udleder 140 gram eller mindre kuldioxid pr. kilometer. I 2007 havde biler solgt i Europa i gennemsnit 158 gram kuldioxid pr. kilometer; Den foreslåede lovgivning i Europa-Parlamentet vil kræve, at biler opfylder standarderne på 130 gram pr. kilometer inden 2012.
Vi har haft en enorm interesse fra producenter over hele verden, og konceptet vil være i produktion i fremtiden, siger Castleton.
Prototypemotoren er mere omkostningseffektiv end andre direkte-indsprøjtede, mager forbrændingsmotorer, fordi den undgår behovet for dyrt udstyr til at fange nitrogenoxider, siger han.
John Heywood, professor i maskinteknik ved MIT, er ikke overrasket over forbedringerne. Der er sket en næsten lineær forbedring i ydeevnen af forbrændingsmotorer i løbet af de sidste par årtier eller deromkring, påpeger han. Vi er nødt til at forfølge alle muligheder, der ser lovende ud. Men han foreslår, at der er andre potentielle måder at øge motorens effektivitet på, såsom at reducere friktionen, hvilket kan ende med at være mere omkostningseffektivt. Der er spørgsmål om den langsigtede markedstiltrækningskraft ved variabel-ventilteknologi, siger han.