211service.com
En effektivare etanolmotor
En förbättrad flex-fuel-motor gör det möjligt för fordon att få bättre bränsleeffektivitet från en blandning av etanol och bensin. Trycket i motorn ändras för att anpassa sig till olika bränsleblandningar. Detta tillsammans med användningen av turboladdare gör den nästan lika effektiv som en dieselmotor, enligt dess utvecklare.
Stort lyft : Den här bilden visar en modell av Ricardos Ethanol Boosted Direct Injection-motor. Intagsrör visas i blått; avgasrör i rött.
Så kallade flex-fuel-motorer använder en blandning av bränslen, den vanligaste kombinationen är runt 15 procent bensin och 85 procent etanol. Men dessa motorer tenderar att betala 30 procents effektivitetsstraff eftersom de är optimerade för att använda bensin, säger Rod Beazley, produktgruppsdirektör för bensin på ingenjörsforskningsföretaget Richard , baserat i Detroit. Därför, även om kommersiella etanol-bränsleblandningar som E85 kostar mindre än gas vid pumpen, fungerar det fortfarande billigare att driva en vanlig bensinmotor, säger han.
Ricardos nya Etanol Boosted Direct Injection (EBDI)-motor är designad för att dra full nytta av de gynnsamma egenskaperna hos etanol för att förbättra prestandan och minska förbrukningen. [Etanol] har ett mycket högt oktantal jämfört med andra bränslen och en högre förångningsvärme, säger Luke Cruff, chefsingenjör för EBDI-programmet på Ricardo.
Ett högre oktantal betyder att ett bränsle är mindre benäget att utsättas för oönskad detonation eller knackning. Ett högre latent förångningsvärme innebär att etanol kan hjälpa till att kontrollera gasförhållandena i förbränningskammaren genom att sänka temperaturen. Genom att ändra tryck och temperatur kommer bränsle som sprutas in i motorn att brinna mer effektivt och minska bildningen av dikväveoxidgaser.
Vanliga flexbränslemotorer kan inte utnyttja dessa egenskaper eftersom de är optimerade för bensin och körs med lägre cylindertryck, säger Cruff. EBDI-motorn övervakar kontinuerligt bränsleblandningen med hjälp av sensorer. Den modifierar sedan cylindertryck, bränsleinsprutning, ventiltid och andra faktorer för att säkerställa att förhållandena får ut det mesta av bränsleblandningen. Ett sätt som motorn ändrar cylindertrycket är genom att använda turboladdning.
Vi har designat den här motorn för att vara optimerad för etanol och gas, och vilken blandning som helst av de två, säger Beazley. Vi använder alla dessa kontrollmekanismer för att effektivt ändra motorns kompressionsegenskaper.
Som ett resultat kan motorn stänga gapet mellan gnisttända motorer och diesel, säger Cruff. Vi kan få likvärdiga prestanda ur fordonet och, i vissa körcykler, likvärdig bränsleförbrukning, tillägger Beazley. Förutom att öka prestandan hos etanol-bensinblandningar, ger dessa modifieringar också förbättringar med bensin, även om fördelarna inte är lika stora. Turboladdningen tillåter till exempel användning av mindre, mer effektiva motorer utan att ge avkall på kraften.
Det här är en naturlig utveckling, säger Hua Zhao , chef för Center for Advanced Powertrain and Fuels Research vid Brunel University, i London, U.K. Olika företag prövar liknande tillvägagångssätt, säger han. Det är en bra idé, och en del av en trend att minska motorer genom att ersätta stora motorer med mindre.
Tekniken skiljer sig från en annan metod för att öka motorprestanda med etanol. I det tillvägagångssättet är motorn optimerad för att köras på etanol, och när bensin används sprutas små mängder etanol in från en separat bränsletank i motorn för att förhindra knackningar. (Se The Incredible Shrinking Engine .)
För närvarande har Ricardos konceptmotor endast testats under laboratorieförhållanden. Men företaget installerar en prototyp i en GMC Sierra 3500 HD pickup. Genom att ersätta den stora 6,6-liters, V8-dieselmotorn med Ricardos mindre 3,2-liters, V6 EBDI-motor, borde det vara möjligt att få samma sorts bränsleekonomi och prestanda från fordonet. Tekniken är också väldigt skalbar, säger Beazley. Förutom att ersätta motorer i personbilar kan den användas för motorer i stora lantbruksmaskiner, säger han.