Блог

Apr 07, 2024

Отчет: Новая технология впрыска дизельного топлива значительно снижает количество сажи

A prominent science magazine whose storied archives include articles from Albert Einstein recently wrote about new diesel technology which has been shown to drastically reduce soot. The December

Известный научный журнал, чьи легендарные архивы включают статьи Альберта Эйнштейна, недавно написал о новой дизельной технологии, которая, как было доказано, значительно снижает количество сажи.

В декабрьском выпуске журнала Scientific American опубликована статья о запатентованной системе канального впрыска топлива (DFI), которая продемонстрировала степень снижения содержания частиц сажи от 50 до 100 процентов.

Ученый в области горения Чарльз Мюллер, работающий в Национальной лаборатории Сандии, запатентовал свою технологию, подобную горелке Бунзена, которая получила поддержку со стороны Ford, Caterpillar, Toyota и Georgia Tech.

Устройство Мюллера подает больше воздуха в дизельные форсунки, что обеспечивает более тщательное сгорание и, таким образом, образует гораздо меньше сажи. Его идея исходит из скромной, но эффективной горелки Бунзена.

«Он увидел, что, оснастив форсунки дизельного топлива крошечными эквивалентами бунзоновской горелки-дымохода — небольшими металлическими трубками, установленными на небольшом расстоянии от отверстия сопла форсунки и совмещенными с потоком топлива, — топливо и воздух могут быть более тщательно смешаны, чтобы обеспечить равномерное смешивание топлива и воздуха. без сажи, горение синим пламенем», — пишет штатный редактор Scientific American Стивен Эшли. «И это может произойти при более низких температурах, необходимых для разбавления NOx».

В статье Sandia Lab News под названием «Революция дизельных двигателей» Мюллер объясняет, как кислородсодержащее возобновляемое дизельное топливо, используемое в системе DFI, может еще больше снизить выбросы и привести к сокращению количества тяжелых и дорогостоящих компонентов последующей обработки выхлопных газов.

«Использование кислородсодержащего топлива с DFI снижает выбросы больше, чем DFI с обычным дизельным топливом, возможно, достаточно, чтобы сделать систему двигателя менее дорогой, поскольку потребуется меньшая доочистка выхлопных газов», — говорит Мюллер.

«На современном дорожном грузовике первоначальные и эксплуатационные затраты на обработку выхлопных газов составляют около 12 000 долларов США в течение всего срока службы автомобиля. Сокращение хотя бы части этих затрат является большой проблемой, учитывая большое количество этих транспортных средств и их важность для экономики».

По словам Мюллера, форсунки обычных дизельных двигателей производят в 3-10 раз больше топлива, чем требуется для сгорания.

«Когда у вас так много избыточного топлива при высокой температуре, вы склонны производить много сажи», — говорит он. «Установка воздуховодов позволяет нам приблизиться к тому, что мы называем «более бедным сгоранием с поднятым пламенем» — сгоранием дизельного топлива, при котором не образуется сажа, — поскольку местные смеси содержат меньше избыточного топлива».

Ford и Caterpillar недавно подписали соглашения о совместных исследованиях и разработках с Sandia, чтобы способствовать развитию технологии DFI.

Что касается продвижения новых экологически чистых технологий, Эшли говорит, что дизельный двигатель обеспечивает большую гарантию занятости.

«Например, экологически чистые замены, основанные на электрохимических батареях и водородных топливных элементах, пока не способны заменить дизельное топливо в качестве важнейшего источника энергии в мировой экономике», — заявляет Эшли. «Дизельные двигатели надежны, долговечны, экономичны и, что особенно важно, могут обеспечить большой крутящий момент, необходимый для перемещения больших объектов. Большинство из сотен миллионов средних и крупных грузовиков, курсирующих по автомагистралям, сегодня работают на дизельном топливе, как и большинство поездов, кораблей, внедорожников и тяжелой техники в мире, не говоря уже о многих электрогенераторах, отечественных пикапах и других транспортных средствах. Европейские легковые автомобили».