کامینز اکسلرا تکنولوژی تزریق سوخت موتور را توسعه می دهد

آینده‌ای را بدون تزریق دقیق سوخت تصور کنید: موتورهایی که غرش می‌کنند و در عین حال کند هستند، سنج‌های سوخت به سرعت نگران‌کننده سقوط می‌کنند، و دود اگزوز محیط ما را خفه می‌کند. این سناریوی دیستوپیایی نشان می‌دهد که چگونه سیستم‌های تزریق سوخت مدرن به عنوان ضربان قلب حیاتی موتور عمل می‌کنند، با هر پالس تعیین‌کننده عملکرد، کارایی و انتشار - ستون‌های اساسی فناوری موتورهای معاصر.

در هسته خود، سیستم‌های تزریق سوخت دقیقاً سوخت را به اتاق‌های احتراق می‌رسانند که در آن دیزل، گاز طبیعی یا هیدروژن به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود. انژکتورهای کنترل شده الکترونیکی - تنظیم شده توسط واحدهای کنترل موتور (ECU) - سوخت را با دقت جراحی می سنجند و احتراق تمیز و کارآمد را امکان پذیر می کنند. تکامل این فناوری به طور مستقیم با راندمان موتور و کاهش انتشار مرتبط است و آن را برای سیستم های حمل و نقل پایدار ضروری می کند.

موتورهای دیزلی مدرن از سیستم‌های تزریق مستقیم استفاده می‌کنند که در آن اجزایی مانند سوپاپ‌های برقی، نازل‌ها و سوپاپ‌های سوزنی تحت فشار شدید (به 37000 psi) عمل می‌کنند. این فرآیند با گرمایش هوای فشرده در طول فشرده سازی پیستون آغاز می شود و به دنبال آن تزریق سوخت با زمان بندی دقیق انجام می شود که در محفظه احتراق خودسوخته می شود. تکنیک‌های پیشرفته تزریق چند پالس، احتراق را با تنظیم تحویل سوخت در زمان واقعی، بهینه‌سازی بیشتر احتراق می‌کنند و به طور قابل توجهی اکسید نیتروژن و انتشار ذرات را کاهش می‌دهند و در عین حال توان خروجی را حفظ می‌کنند.

برخلاف موتورهای دیزلی، سیستم های گاز طبیعی نیاز به احتراق جرقه ای دارند. گاز فشار بالا قبل از تزریق به جریان هوای ورودی، جایی که شمع ها شروع به احتراق می کنند، تحت تنظیم دقیق قرار می گیرد. با شدت کربن پایین تر از گازوئیل - به ویژه در هنگام استفاده از گاز طبیعی تجدیدپذیر (RNG) مشتق شده از زیست توده - این سیستم ها پتانسیل کاهش فوری کربن را برای ناوگان ارائه می دهند. چرخه کربن بسته RNG، که در آن انتشار گازهای گلخانه ای با رشد مواد آلی جبران می شود، فرصت هایی را برای عملیات های کربن خنثی یا حتی کربن منفی ارائه می دهد.

موتورهای هیدروژنی اجزای مشترکی با سیستم های دیزل و گاز طبیعی دارند اما با چالش های احتراق منحصر به فردی روبرو هستند. اشتعال پذیری بالای هیدروژن خطر اشتعال زودرس ("پیش احتراق") یا عواقب معکوس دارد. فناوری تزریق مستقیم - که در حال حاضر برای موتورهای هیدروژنی 15 لیتری در حال توسعه است - با کنترل انتقال سوخت مستقیماً به سیلندرها به این مسائل می‌پردازد و احتراق پایدار را امکان‌پذیر می‌کند و در عین حال انتشار کربن صفر را در لوله اگزوز حفظ می‌کند.

خودروهای پیل سوختی هیدروژنی به طور کامل احتراق را دور می زنند و از طریق واکنش های الکتروشیمیایی بین هیدروژن و اکسیژن، الکتریسیته تولید می کنند. انژکتورهای دقیق هیدروژن یا دریچه های متناسب جریان گاز را به پشته های سلول سوختی تنظیم می کنند و تنها بخار آب را به عنوان محصول جانبی تولید می کنند. این فناوری نشان‌دهنده اوج نیروی محرکه بدون انتشار است، اگرچه موانع زیرساختی و هزینه برای پذیرش گسترده باقی مانده است.

فناوری تزریق سوخت از نقش مکانیکی خود فراتر می رود و به یک محور در استراتژی های انتقال انرژی تبدیل می شود. از بهینه سازی موتورهای سنتی تا فعال کردن سیستم های سوخت جایگزین، این اجزا به کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در بخش های حمل و نقل کمک می کنند. پیشرفت‌های آینده بر سیستم‌های تطبیقی ​​که از شبکه‌های حسگر و کنترل‌های مبتنی بر هوش مصنوعی برای تنظیم دینامیک برای سوخت‌ها و شرایط عملیاتی مختلف استفاده می‌کنند، تمرکز خواهند کرد.

همانطور که صنایع به سمت کربن زدایی همگرا می شوند، نوآوری تزریق سوخت به پل زدن فناوری های متداول و نوظهور ادامه خواهد داد - تضمین می کند که عملکرد و پایداری در مسیر حرکت پاک تر، همراهان جدایی ناپذیر باقی می مانند.