Образуване на горивна смес и процес на горене
- налягане на впръскване;
- време на инжектиране;
- аерозолно разпространение (Брой пулверизатор, профил на пръскащата струя, посока на пръскащата струя);
- моментът на впръскване на горивото;
- движение на въздуха;
- количеството въздух.
Тези фактори влияят върху емисиите от двигателя и разхода на гориво. Високите температури на горене и високите нива на концентрация на кислород водят до повишено образуване на NOx. Емисиите на сажди се увеличават с намаляване на количеството въздух и недостатъчно образуване на горивната смес.
Критерии за двигателя
Конфигурацията на горивната камера и канала за всмукване на въздух може да повлияе положително на намаляването на емисиите на отработени газове. Ако движението на въздуха в горивната камера е внимателно координирано с горивните дюзи и пулверизаторите, което насърчава ефективното смесване на въздуха и горивото, се постига пълно изгаряне на впръсканото гориво. Освен това се постигат положителните ефекти от хомогенизиране на сместа от въздух и отработени газове, охладени в EGR пътя. Използването на четири клапана на цилиндър и турбокомпресор с турбина с променлива геометрия (VTG) също помага за намаляване на токсичността на отработените газове и увеличаване на плътността на мощността.
Момент на впръскване на гориво
Намаляването на температурата на горене и забавянето на процеса на впръскване на гориво води до намаляване на съдържанието на NOx в отработените газове. Но ако тези параметри бъдат значително намалени, съдържанието на НС в отработените газове и разходът на гориво се увеличават, както и емисиите на сажди при високи натоварвания на двигателя.
Ако моментът на впръскване на гориво се отклонява само с 1° (колянов вал) от оптималната стойност, съдържанието на NOx може да се увеличи с 5%, като се има предвид, че отклонение от 2° (колянов вал) в посока напредване на момента на впръскване може да доведе до повишаване на налягането в цилиндрите на двигателя до 10 бара и отклонение от 2° (колянов вал) в посока на забавяне може да повиши температурата на отработените газове с 20°. Тази висока чувствителност изисква изключителна прецизност при регулиране на момента на впръскване на гориво.
Спрей за гориво
Финото разпръскване на горивото насърчава ефективното смесване на въздуха и горивото. Това допринася значително за намаляване на емисиите на сажди и HC. Високото налягане на впръскване и оптималната геометрия на отвора на пулверизатора водят до добро пулверизиране на горивото.
За да се избегнат видими емисии на сажди, количеството впръскано гориво трябва да бъде ограничено в съответствие с количеството въздух, влизащ в двигателя. Това изисква допълнително подаване на въздух от поне 10...40% (X =1,1...1,4). След затваряне на иглата на пулверизатора, горивото, останало в отвора на пулверизатора, се изпарява и води до увеличаване на емисиите на HC. Това означава, че такива вредни количества трябва да бъдат сведени до минимум.