HCCI (Compatibility Mode) [PDF]

Zitiervorschau

3.Motorul HCCI (Homogeneous Charge Comression Ignition)

Hutu Gabi CMPA

Generalitatii 

Motorul de automobil cel mai răspândit în prezent este motorul cu ardere internă cu piston, având ciclul de funcţionare „în patru timpi”, în ambele sale versiuni, „cu aprindere prin scânteie” (m.a.s.) şi „cu aprindere prin comprimare” (m.a.c.). Perfecţionările aduse în ultimul deceniu acestor tipuri de motoare au fost impuse nu numai de pretenţiile utilizatorilor, ci şi de impunerile din sfera surselor de energie primară (combustibililor), a necesitaţii păstrării unui nivel de poluare chimică, a limitărilor cunoaşterii şi progresului tehnic, în timp ce calităţile automobilelor au sporit constant. Creşterea calităţilor dinamice, economice şi antipoluante s-a datorat pe de o parte, generalizării supravegherii pe cale electronică a funcţiei de dozare a amestecului carburant şi a „poziţionării arderii în interiorul ciclului motor”, iar pe de altă parte, perfecţionării procedeelor de ardere, la ambele categorii de motoare (m.a.s si m.a.c), îndeosebi printr-o foarte elaborată tehnică de proiectare a camerei de ardere şi prin folosirea „secvenţionării” procesului injecţiei directe de combustibil.  Procedeul injecţiei directe de combustibil a permis dezvoltarea unei tehnici noi de ardere a unor încărcături relativ omogene în întregul volum al camerei de ardere, aprinderea ei fiind realizată prin comprimare înaltă (fără bujie), procedeu ce se poate aplica (în anumite domenii de variaţie a sarcinii) chiar motoarelor Otto. Acest procedeu e cunoscut sub sigla „HCCI” (Homogenous Charge Compression Ignition) şi constituie o mare speranţă în aplicaţiile viitoare pe automobile

HCCI 

Un motor HCCI (aprinderea amestecului omogen comprimat) este practic un sigur motor dar are principii de funcţionare specifice atât unui Diesel dar si unui Otto. In teorie se poate spune si sunt doua motoare. La turaţii mici de pana in 3000rpm HCCI funcţionează ca un motor diesel iar aprinderea se face prin compresie. După acest prag aprinderea se face cu ajutorul unor bujii la fel ca la orice motor pe benzina. De asemenea se intra in modul de aprindere cu bujii si daca se calca pedala de acceleraţie pronunţat  Câţiva jurnalişti străini au avut ocazia sa meargă cu un prototip al acestui motor. In teste s-a aflat un 2.2 HCCI de 155 CP. Consumul a fost apropiat de al unui diesel, trecerea de la un mod la altul se face fara a se simţi smucituri si singurele probleme la vremea respectiva au fost mici întârzieri la revenirea in modul HCCI după acceleraţii mai pronunţate dar care se pare ca au fost rezolvate după câteva update-uri de soft. Un alt nume dat de o revista germana pentru acesta tehnologie este DiesOtto.

Diferente de ardere intre M.A.C , M.A.S si HCCI

Comparaţie de propagare a flacarii intre motorul HCCI si M.A.S.

1

2 1 - M.A.S 2 - HCCI

Introducerea noţiunilor de bază Cea mai importantă observaţie privind perspectiva abordării optimizării motoarelor destinate transportului rutier este aceea care ţine seama de politica de preţuri acceptabile în domenii conexe, cum ar fi interesul pentru promovarea automobilelor cu nivel “zero” al emisiilor chimice poluante (la nivelul cunoaşterii actuale), al extinderii utilizării resurselor energetice noi (convenabile din punctul de vedere al reciclării elementelor în natură), precum şi a altor consideraţii ce ar putea să apară în domeniul cunoaşterii, în strânsă legătură cu reconsiderarea poziţiei transportului rutier ca pondere în întreaga activitate de transport.  Această prezentare sumară subliniază importanţa corelării pretenţiilor specialiştilor din domeniul ecologiei – în cadrul căreia automobilul este factor puternic incriminat – cu interesele actuale majore ale societăţii care consideră automobilul în cea mai accesibilă versiune a sa, autoturismul, drept cea mai directă şi accesibilă formă de manifestare a independenţei umane individuale. Scenariile referitoare la viitorul motorului cu ardere internă trebuie să ţină seama de posibilitatea asigurării resurselor de combustibili neconvenţionali, care să implice transformări constructive nesemnificative ale motorului.  Cei mai mulţi specialişti recomandă aprecierea performanţelor dinamice ale unui motor prin parametrul “putere litrică” (de fapt, această mărime este un indice tehnico-economic). Puterea litrică reprezintă raportul dintre puterea efectivă Pe şi cilindreea totală VH: 

Pe V H xp e xn Pl    p e xn VH VH

Introducere notiuni de baza  Deşi gama constructivă a motoarelor cu ardere internă variază aparent în limite extrem de largi, specialiştii sunt de acord cu anumite mărimi specifice cu caracter general, ce pot fi luate în consideraţie la aprecierea unor calităţi de performanţă, dintre care cele mai importante sunt: - caracteristicile energetice (putere şi moment), pe întreg domeniul de regimuri funcţionale; - consum specific de combustibil şi costul ce revine acestuia, pe întreg domeniul de regimuri funcţionale; - nivelul emisiilor poluante (chimic şi sonor) pe întreg domeniul de regimuri funcţionale; - nivelul cheltuielilor implicate de fabricaţia şi instalarea pe automobil a motorului; - nivelul costurilor de întreţinere în exploatare, durabilitatea şi fiabilitatea motorului.

Analiza randamentului termic prin prisma similitudinii constructive 

Prin proiectare comparativă a motoarelor de automobil se înţelege utilizarea unor rapoarte semnificative ale celor mai importanţi parametri ai motorului cu ardere internă cu piston, asemănătoare criteriilor de similitudine folosite în termodinamică şi mecanica fluidelor. Cei care abordează acest gen de proiectare pornesc de la analiza criteriilor de performanţă ale motoarelor cu piston, deoarece în această privinţă încă există divergenţe. Unanimă rămâne însă părerea că cele trei categorii de randamente trebuie considerate ca puncte foarte importante de plecare în studiul perfecţionărilor, iar practica a demonstrat acest lucru, prin faptul că în ultimii ani, m.a.s.-ul a împrumutat de la m.a.c. cele mai eficace soluţii, ajungând să-şi extindă plaja regimurilor funcţionale cu mult mai mare eficacitate.  Actualmente se consideră că un automobil modern trebuie apreciat după următoarele criterii: - performanţe dinamice; - mers liniştit şi lipsa zgomotului generat de motor şi de rulaj; - greutate redusă; - cost redus; - economicitate şi depoluare.  Deşi ordinea importanţei poate să difere, criteriul de bază este cel mai adesea considerat costul.

Bibliografie    

http://www.arenait.net/2009/05/26/motor-pe-benzina-cu-compresie.html http://www.promotor.ro/teste-auto/teste-speciale/gm-powertrain-tech-show-2008-2638129 http://www.ingineria-automobilului.ro/reviste/Ingineria_19.pdf http://auto-tehnica.ro/blog/?p=9

Alte videoclipuri cu motorul HCCI  http://www.youtube.com/watch?v=OlzTdMSdIKg  http://www.youtube.com/watch?v=WpMifop7fYU&feature=related  http://www.youtube.com/watch?v=ChCNbKSmRqg&feature=related http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=nakwMGzgqtA http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=oNCBbcINHuk