Modalități moderne de formare a amestecurilor de ardere

A AMESTECURILOR

While the diesel explosion has been taking place over the last two or three years, a quiet revolution has also been taking place in petrol cars. Aside from the addition of electronics and other ancillary systems, direct injection has started to get a grip on the petrol engine market and today we have really entered the age of Gasoline Direct Injection (GDI). That mechanical direct-injection system was very complicated, however, and placed extreme demands on the engine materials, making for a short service life.

GDI systems are characterised by the injection of fuel at high pressure directly into the combustion chamber by specially developed injectors. Like the DI diesel engine, the finely atomised fuel and air meet inside the cylinder, and not in the manifold as in the traditional system. During the induction stroke of the piston only combustion air flows past the open intake valve and into the cylinder.

GDI's electronic control allows the fuel to be injected in two different ways, according to the engine's operating requirement. With high output demand, fuel is injected so that the air/fuel mixture is evenly distributed throughout the combustion chamber - homogeneous operation. With low output demand, a smaller, more concentrated air/fuel mixture cloud is formed around the spark plug - lean-burn or stratified-charge operation. During stratified-charge operation, the remainder of the cylinder is filled with either freshly drawn-in air or the inert gas that has been returned to the cylinder by the exhaust gas recirculation (EGR) system.

Accentuarea efectului de seră, invocat tot mai frecvent de către public, autorităţi si media, constituie o presiune crescândă asupra procesului de dezvoltare a diferitelor strategii de construcţie a automobilelor. Constructorii europeni de automobile au acceptat o reducere cu 25% a emisiei de CO2 pâna în 2008, faţă de nivelul din 1995, adică până la 140 g/km. Acestuia îi corespunde un consum de benzină de 5,81/100 Km şi de 5,21/100 Km de motorină. Până în anul 2012 urmează să se mai facă un pas şi nivelul să fie redus până la 120 g/km de CO2, acestuia corespunzâdu-i un consum de benzină de 51/100 Km şi 4,51 /100 Km de motorină, fig. 4 [2]. Există o tendinţă evidentă de reducere a consumului de combustibil atât la diesel, cât şi la MAS (motorul cu aprindere prin scânteie) prin introducerea motoarelor turbo-diesel şi a tehnologiei cu supape multiple la MAS. Constructorii, au promis o reducere de 25%, acceptând un standard de 140 g CO2/km în 2008. Performanţele autoturismelor produse în anul 2001 în ciclul NEDC, sunt redate în funcţie de puterea motorului în fig. 1 [4]. Un alt pas important în legislaţia Europeană pentru emisii l-a constituit introducerea noului ciclu de testare - NEDC (New European Drive Cycle.

Fig. 1 Emisia de CO2 în ciclul NEDC în funcţie de puterea motorului

Există mai multe direcţii de acţiune pentru creşterea economicitaţii motoarelor pentru automobile, şi anume:

- Reducerea consumului de combustibil, acţionându-se asupra:

- Transferului de caldură

- Lucrului mecanic de pompaj

- Randamentului termic

- Frecării

- Injecţie directă de benzină

- Distribuţie variabilă electromecanică

- Reducerea cilindreeei, supraalimentare la presiune mare şi varierea raportului de comprimare