Tüzelőanyag-keverék képződése és égési folyamata
- befecskendezési nyomás;
- injekciós idő;
- aeroszol terjedése (Porlasztó száma, permetező profil, permetsugár iránya);
- az üzemanyag befecskendezésének pillanata;
- légmozgás;
- a levegő mennyisége.
Ezek a tényezők befolyásolják a motor károsanyag-kibocsátását és az üzemanyag-fogyasztást. A magas égési hőmérséklet és a magas oxigénkoncentráció fokozott NOx képződést eredményez. A koromkibocsátás a levegő mennyiségének csökkenésével és az üzemanyag-keverék elégtelen képződésével nő.
A motor kritériumai
Az égéstér és a légbeszívó csatorna konfigurációja pozitívan befolyásolhatja a kipufogógáz-kibocsátás csökkentését. Ha az égéstérben a levegő mozgását gondosan összehangoljuk a tüzelőanyag-fúvókákkal és porlasztókkal, ami elősegíti a levegő és az üzemanyag hatékony keveredését, a befecskendezett tüzelőanyag teljes elégetése érhető el. Emellett az EGR-útvonalon hűtött levegő és kipufogógáz keverékének homogenizálásának pozitív hatásai is elérhetők. Hengerenként négy szelep és változó geometriájú turbinával rendelkező turbófeltöltő használata (VTG) segít csökkenteni a kipufogógázok toxicitását és növelni a teljesítménysűrűséget.
Üzemanyag befecskendezési időzítés
Az égési hőmérséklet csökkentése és az üzemanyag-befecskendezési folyamat lelassítása a kipufogógázok NOx-tartalmának csökkenéséhez vezet. Ha azonban ezeket a paramétereket jelentősen csökkentjük, akkor a kipufogógázok HC-tartalma és az üzemanyag-fogyasztás növekszik, valamint a koromkibocsátás nagy motorterhelés mellett.
Ha az üzemanyag-befecskendezés időzítése csak 1°-kal tér el (főtengely) az optimális értéktől az NOx-tartalom 5%-kal emelkedhet, figyelembe véve, hogy 2°-os eltérés (főtengely) a befecskendezési nyomaték előrehaladásának irányában akár 10 bar nyomásnövekedést is okozhat a motor hengereiben, és 2°-os eltérést (főtengely) a késleltetés irányában 20°-kal növelheti a kipufogógázok hőmérsékletét. Ez a nagy érzékenység rendkívüli pontosságot igényel az üzemanyag-befecskendezés időzítésének beállításakor.
Üzemanyag spray
Az üzemanyag finom porlasztása elősegíti a levegő és az üzemanyag hatékony keveredését. Ez jelentősen hozzájárul a korom- és HC-kibocsátás csökkentéséhez. A nagy befecskendezési nyomás és a porlasztónyílás optimális geometriája jó üzemanyag-porlasztást eredményez.
A látható koromkibocsátás elkerülése érdekében a befecskendezett üzemanyag mennyiségét a motorba belépő levegő mennyiségének megfelelően korlátozni kell. Ehhez legalább 10...40%-os légtöbblet szükséges (X =1,1...1,4). A porlasztótű bezárása után a porlasztó nyílásában maradt üzemanyag elpárolog, és a HC-kibocsátás növekedéséhez vezet. Ez azt jelenti, hogy az ilyen káros mennyiségeket minimálisra kell csökkenteni.