آخرین به روز رسانی:
آخرین اخبار
قیمت روز خودرو
شرایط فروش خودرو
مقایسه خودرو
تجربه رانندگی
کد خبر:
۴۰۱۶۸
۱۲:۰۶
۱۳۹۵/۰۸/۲۲

موتور «HCCI» پیوندی میان موتورهای بنزینی و دیزلی

پدال نیوز- به دلیل افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای از سوی موتور خودروهای سواری، نیاز به توسعه فناوری پاک در خودروهای سواری با مصرف سوخت پایین‌تر و کارآیی بالاتر برای بهبود کیفیت هوای محیط، کاهش گازهای گلخانه‌ای و امنیت انرژی احساس می‌شود.
به گزارش "پدال نیوز" به گزارش پدال نیوز به نقل از صمت ، معیارهایی که باید در طراحی این نوع از فناوری مدنظر باشند عبارتند از نسبت تراکم بالا، مخلوط سوخت و هوای رقیق همگن، احتراق کامل و آنی که منجر به احتراق تراکمی شارژ همگن شود. HCCI بهترین ویژگی‌های احتراق جرقه‌ای و احتراق تراکمی را با یکدیگر ترکیب می‌کند یعنی همانند یک موتور اشتعال جرقه‌ای با مخلوط سوخت و هوای مناسب شارژ می‌شود و همانند یک موتور اشتعال تراکمی به صورت تراکمی احتراق می‌یابد و به علت نبود دریچه هوا دارای کارآیی بالاست. این مقاله فناوری پیشرفته موجود در موتور HCCI و همچنین چالش‌ها و مزیت‌ها آن را بررسی می‌کند.
موتورهای احتراق داخلی مقدار سوخت زیادی برای تولید توان و انتشار گازهای خروجی مضر شامل کربن منواکسید(CO)، هیدروکربن(HC)، اکسیدهای نیتروژن(NOx)، ذرات رسوب (PM) و دی‌اکسیدکربن (CO2) مصرف می‌کنند. احتراق تراکمی(CI) و احتراق جرقه‌ای(SI) دو نوع از فناوری‌هایی هستند که در خودروهای سواری پایه‌گذاری شدند. هر دو نوع از احتراق، سوخت‌های فسیلی را مصرف می‌کنند و هر کدام جداگانه دارای مزیت‌ها و عیب‌های مخصوص خود هستند.
ویژگی شاخص موتورهای اشتعال جرقه‌ای انتشار شعله برای احتراق است. این موتورها با کنترل دقیق نسبت هوا به سوخت و استفاده از مبدل کاتالیست تولیدکننده‌های توان به نسبت پاکی هستند اما کارآیی آنها به علت به کاربردن دریچه هوا، ضربه (knock) و قابلیت اشتعال محدود، کاهش می‌یابد. در مقابل یک موتور اشتعال تراکمی از یک مخلوط همگن سوخت به هوا استفاده می‌کند. در این موتورها تنها اصطکاک هوا و سوخت پیش‌بینی شده است که منجر به سوختن سریع می‌شود درحالی‌که برای قسمت اعظمی از سوخت، مقیاس زمانی انتشار تبخیر سوخت بیشتر از مقیاس زمانی واکنش شیمیایی سوخت است. بنابراین مخلوط سوخت و هوا موجود در محفظه احتراق را می‌توان به دو ناحیه تقسیم‌بندی کرد که عبارتند از ناحیه تمرکز بالای سوخت و ناحیه با دمای شعله بالا. در مناطق غنی شده از سوخت، نرخ تشکیل دوده به علت نبود اکسیژن بالاست. همچنین در مناطق با دمای بالا، نرخ تشکیل اکسیدهای نیتروژن(NOx) نیز افزایش می‌یابد. این موتورها تولیدکننده‌های بسیار کارآمدی هستند اما انتشار NOx و PM محدودیت جدی این نوع از موتورها به‌شمار می‌رود.
 
 
 
 
احتراق HCCI
در این نوع از احتراق، سوخت و هوا قبل از شروع احتراق با یکدیگر مخلوط می‌شوند و این مخلوط در چندین مکان از محفظه احتراق به واسطه افزایش در دما و فشار به‌صورت آنی خوداشتعال می‌شود، در این حالت فرآیند احتراق در شرایط مخلوطی رقیق اتفاق افتاده و کنترل می‌شود که این امر به نوبه خود منجر به کاهش دمای احتراق و در نتیجه کاهش انتشار NOx و همچنین کاهش مصرف سوخت می‌شود علاوه براین به علت مخلوط شدن همگن سوخت و هوا دیگر شاهد ایجاد نواحی غنی از سوخت و تشکیل رسوب (PM) در داخل محفظه احتراق نخواهیم بود.
نحوه کارکردن موتور HCCI
در یک موتور HCCI که براساس چرخه چهارزمانه موتور اتو است کنترل تحویل سوخت، پارامتری مهم در کنترل کردن فرآیند احتراق به شمار می‌رود. در مرحله مکش، مخلوط سوخت و هوا وارد محفظه احتراق هرکدام از سیلندرها می‌شود البته در بعضی موارد سعی شده که ایجاد مخلوط همگن سوخت و هوا با پاشش سوخت از جانب انژکتور در داخل سیلندر انجام می‌شود. هنگامی که پیستون شروع به بالا آمدن در مرحله تراکم می‌کند این امر به نوبه خود منجر به افزایش گرما در محفظه احتراق می‌شود، زمانی که پیستون به پایان مرحله تراکم می‌رسد، گرمای کافی برای احتراق آنی مخلوط سوخت و هوا بدون نیاز به جرقه فراهم می‌شود و این احتراق پیستون را مجبور به پایین رفتن در مرحله توان می‌کند. برخلاف موتورهای احتراق جرقه‌ای و حتی احتراق تراکمی فرآیند احتراق به صورت رقیق، با دما پایین و انتشار کم انرژی به صورت شعله در طول محفظه احتراق می‌باشد، در واقع تمام مخلوط سوخت و هوا به صورت آنی سوزانده می‌شود. در پایان کورس توان، پیستون مسیر طی شده در سیلندر دوباره برمی‌گردد و مرحله تخلیه را آغاز می‌کند اما قبل از آن که تمام گازهای خروجی تخلیه شوند، سوپاپ خروجی برای گیرانداختن مقداری از گرمای نهفته احتراق، زودتر بسته می‌شود. این گرما نگهداری می‌شود و مقدار اندکی سوخت به صورت یک فرآیند پیش شارژ(کمک به کنترل دمای احتراق و انتشار آن) به داخل محفظه احتراق قبل از شروع مرحله مکش بعدی پاشیده می‌شود.
 
 
 
 
پیشرفت‌های اخیر در HCCI
چالش‌های مهمی که به عنوان مانعی بر سر راه تبدیل شدن موتورهای HCCI به موتورهای تجاری وجود دارند عبارتند از کنترل مشکل برنامه‌ریزی احتراق، نبود احتراق (misfire) در بارگذاری‌های پایین و وقوع پدیده ضربه(knock) در بارگذاری‌های بالا، مشکلات در شروع(start) سرد، مشکلات در مهیاسازی مخلوط همگن. پیشرفت‌های اخیر فناوری HCCI نتایج بسیار مثبتی برای غلبه بر محدودیت‌های این فناوری در پی داشته است. شرکت‌های بزرگ خودروسازی همانند جنرال‌موتورز، فورد و کامینز تلاش‌های خود را از 15 سال پیش تا به امروز به دلیل کشف راه‌حل‌هایی برای فناوری HCCI آغاز کرده و توانسته‌اند به راه‌حل‌های موفقیت‌آمیزی دست پیدا کنند. برای نمونه شرکت جنرال‌موتورز برنامه‌های آموزشی در دانشگاه‌های متنوع به دلیل ارتقای هدف پژوهشی خود در این زمینه آغاز کرده است. علاوه بر این فناوری HCCI پژوهشگران را به آزمایش روی سوخت‌های ترکیبی متفاوت و حتی غیرمتداول قادر کرده است. شرکت جنرال موتورز خودروهای نمونه Opel Vectra و Saturn Aura را با به‌کارگیری فناوری HCCI طراحی کرده است. همچنین شرکت مرسدس بنز نیز موتوری براساس فناوری HCCI به نام Dies-otto ابداع کرده است که در سال 2007م در خودروی مفهومی 700 -F در نمایشگاه خودرو فرانکفورت آن را به نمایش گذاشت.
موتور HCCI با سوخت بنزین در مقایسه با موتور اشتعال جرقه‌ای، در کارکردهای سبک (دور پایین) کارآیی بیشتری را از خود نشان می‌دهد. این موتورها قابلیت کاهش انتشار اکسیدهای نیتروژن(NOx) و رسوب (PM) را دارا هستند. کنترل خوداشتعالی و مهیاسازی مخلوط همگن دو موضوع اساسی احتراق HCCI به‌شمار می‌رود. به طور اساسی دو استراتژی برای کنترل احتراق HCCI محتمل است که عبارتند از:
1- تغییر دادن تمایل مخلوط برای خوداشتعالی
2- تغییر دادن تاریخچه زمان-دما به دلیل فهمیدن زمان آشکار شدن مخلوط
در واقع فناوری HCCI مفهومی از یک نوع احتراق است که در پاسخ به نیاز کاهش انتشار NOx و PM، کاهش مصرف سوخت و بالا بردن کارآیی توسعه داده شده است. البته غلبه بر تمام چالش‌های این فناوری نیاز به پیشرفت‌های بیشتری در این زمینه دارد که برای نمونه هنوز روش پایداری برای رفع مشکل کنترل احتراق معرفی نشده اس
ت.
سید مرتضی قدمگاهی
کارشناس شرکت ایران‌خودرو
علی اسراری
کارشناس ارشد شرکت ایران‌خودرو
علیرضا میرزامحمدی
کارشناس صنعت خودرو
گزارش خطا
ارسال نظر
آخرین اخبار
محصولات جدید مدیران خودرو در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر استراتژی جهانی Great Wall در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد Nissan N7 تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر Tank 300 Hooke در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW 330I در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW 2 Series در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر وویا فری + با بهره گیری از زبان طراحی جدید در شانگهای رونمایی شد +تصاویر GAC Aion از خودروی خودران سطح 4 در شانگهای رونمایی کرد +تصاویر Geely Galaxy Cruiser در نمایشگاه شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر چانگان دیپال S09 با انبوه امکانات لوکس در شانگهای به نمایش درآمد +تصاویر نمایش 53 مدل از محصولات برند CHERY در Auto Shanghai 2025 فولکس واگن ID.3 GTX نسخه اسپرت در شانگهای رونمایی شد +تصاویر بی ام و M4 نوربرگ رینگ ادیشن در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر دانگ فنگ نامی 06 با طراحی مدرن در Auto Shanghai رونمایی شد +تصاویر هوندا GT برقی جدید از سری Ye در شانگهای رونمایی شد +تصاویر یانگ وانگ U8L، شاسی بلند لوکس بی وای دی رونمایی شد +تصاویر بی ام و VDX با قدرت 1700 اسب بخار در شانگهای معرفی شد +تصاویر ممنوعیت خرید خودروهای خارجی برای دستگاه‌های دولتی لغو شد Chery Himla با کابین دوگانه در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر Chery QQ تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر همکاری CATL با 5 خودروساز بزرگ چین در Auto Shanghai فولکس واگن ID. UNYX 06 در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر تویوتا bZ7 با سیستم عامل هوآوی در شانگهای رونمایی شد +تصاویر Nissan Frontier Pro PHEV در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر MG Cyberster مدل 2026 در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد AVATR 07 در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر خودروهای هوشمند بی ام و در Auto Shanghai معرفی شد MG Cyber X در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر شرایط فروش ایرس HM5 توسط ماموت خودرو اعلام شد +جدول Denza Z برقی رقیب پورشه 911 در Auto Shanghai رونمایی شد +تصاویر مزدا EZ-60 در نمایشگاه خودرو شانگهای ۲۰۲۵ روتنمایی شد +تصاویر سه کانسپت برقی فولکس واگن در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر لکسوس ES مدل 2026 در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر AUDI E5 Sportback در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر واکنش کم‏‌رمق خودرو به افت نرخ دلار آینده صنعت خودرو آمریکا زیر سایه تعرفه‏‌ها چرا دولت قانون واردات کارکرده ها را اجرا نمی‌‌کند؟ بهترین خودروی ۲۰۲۵ انتخاب شد چالش های خودروسازان ایرانی برای جذب شرکای خارجی کاتالوگ رسمی پیکاپ دو دیفرانسیل کاپرا U منتشر شد +تصاویر آیین نامه واردات خودرو جانبازان تصویب شد +بخشنامه شرایط فروش موسو گرند-خان در سال 1404 اعلام شد +جدول بنز از ون فوق لوکس Vision V در شانگهای رونمایی کرد +تصاویر عرضه خودرو برقی فایرفلای به تعویق افتاد افزایش تعرفه واردات خودرو مورد تائید مجلس نیست شریک‏‌یابی خودرو در عصر پساتحریم هزینه نقل و انتقال خودرو در ۱۴۰۴ مشخص شد سوپر هیبرید چری آغاز فصل جدید در خودروسازی! 10 ها مدل خودرو با تکنولوژی LiDAR در شانگهای رونمایی می شود پرفروش‌ترین کراس اوورها در چین معرفی شدند +جدول
پربازدیدترین‌ها
پربحث‌ترین‌ها
Chery Himla با کابین دوگانه در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر ممنوعیت خرید خودروهای خارجی برای دستگاه‌های دولتی لغو شد بی ام و VDX با قدرت 1700 اسب بخار در شانگهای معرفی شد +تصاویر یانگ وانگ U8L، شاسی بلند لوکس بی وای دی رونمایی شد +تصاویر هوندا GT برقی جدید از سری Ye در شانگهای رونمایی شد +تصاویر دانگ فنگ نامی 06 با طراحی مدرن در Auto Shanghai رونمایی شد +تصاویر بی ام و M4 نوربرگ رینگ ادیشن در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد +تصاویر نمایش 53 مدل از محصولات برند CHERY در Auto Shanghai 2025 فولکس واگن ID.3 GTX نسخه اسپرت در شانگهای رونمایی شد +تصاویر چانگان دیپال S09 با انبوه امکانات لوکس در شانگهای به نمایش درآمد +تصاویر Geely Galaxy Cruiser در نمایشگاه شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر GAC Aion از خودروی خودران سطح 4 در شانگهای رونمایی کرد +تصاویر وویا فری + با بهره گیری از زبان طراحی جدید در شانگهای رونمایی شد +تصاویر BMW 2 Series در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر BMW 330I در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Tank 300 Hooke در نمایشگاه خودرو شانگهای 2025 رونمایی شد +تصاویر Nissan N7 تمام برقی در نمایشگاه خودرو شانگهای رونمایی شد +تصاویر استراتژی جهانی Great Wall در نمایشگاه شانگهای رونمایی شد محصولات جدید مدیران خودرو در Auto Shanghai 2025 رونمایی شد +تصاویر