Σύγχρονες εξελίξεις στην τεχνολογία του βενζινοκινητήρα

Abstract

Τα τελευταία χρόνια η έλευση της νομοθετημένης αντιρρύπανσης στο αυτοκίνητο οδήγησε τους κατασκευαστές αυτοκινήτων στην ανάπτυξη καθαρότερων κινητήρων. Συνέπεια του γεγονότος αυτού ήταν η ραγδαία εξέλιξη των τεχνολογιών που υποστηρίζουν τα υποσυστήματα που επηρεάζουν άμεσα ή έμμεσα τις εκπομπές του οχήματος (υποσυστήματα: επεξεργασίας καυσαερίου, έγχυσης καυσίμου και έναυσης). Στην παρούσα εργασία γίνεται παρουσίαση των σύγχρονων εξελίξεων στην τεχνολογία των υποσυστημάτων αυτών τόσο σε επίπεδο αισθητών - ενεργοποιητών όσο και της φιλοσοφίας ελέγχου των μόνιμων και μεταβατικών σημείων λειτουργίας του κινητήρα. Η παρουσίαση αφορά όλο το εύρος τεχνολογιών που χρησιμοποιούνται σήμερα από την παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία (Ευρώπη, Αμερική, Ιαπωνία και Ν. Κορέα). Στην κατεύθυνση αυτή μέσω της ανάλυσης των απαιτήσεων των σύγχρονων τεχνολογιών και των επιπτώσεων (θετικών και αρνητικών) της εφαρμογής τους στο βενζινοκινητήρα επιδιώκεται η ανάδειξη των προβληματισμών της σύγχρονης αυτοκινητοβιομηχανίας με στόχο να διαφανούν οι μελλοντικές τάσεις. Σημαντική θέση στην εργασία αυτή κατέχουν τα ολοκληρωμένα συστήματα διαχείρισης τα οποία είναι αποτέλεσμα της εισαγωγής των μικροϋπολογιστών στον έλεγχο των λειτουργιών του κινητήρα. Στο μέρος αυτό γίνεται συνδυασμένη παρουσίαση των υποσυστημάτων έναυσης και ψεκασμού καυσίμου (ενός και πολλαπλών σημείων). Επιπλέον αναλύεται η επίδραση των φαινομένων που λαμβάνουν χώρα στο σύστημα εισαγωγής του κινητήρα κατά την προετοιμασία του καυσίμου μίγματος. Η παρουσίαση της φιλοσοφίας ρύθμισης - ελέγχου κατά τις διάφορες φάσεις λειτουργίας του κινητήρα αναδεικνύει τα οφέλη από την εφαρμογή της σύγχρονης τεχνολογίας σε ότι αφορά τις εκπομπές ρύπων, την κατανάλωση καυσίμου και την οδηγησιμότητα του οχήματος. Στην περιοχή της επεξεργασίας καυσαερίου αναλύεται η λειτουργία του τριοδικού ρυθμιζόμενου καταλύτη ως η βέλτιστη τεχνολογία αντιρρύπανσης που εφαρμόζεται σήμερα στο αυτοκίνητο. Η αξιολόγηση της τεχνολογίας αυτής γίνεται μέσα από την παρουσίαση των σημαντικότερων φαινομένων που επηρεάζουν την απόδοση του καταλύτη κατά τις διάφορες φάσεις λειτουργίας του κινητήρα (ιδιαίτερη βαρύτητα δίνεται στα φαινόμενα που επηρεάζουν τη θερμική απόκριση του μετατροπέα). Η αποτελεσματική εφαρμογή των μέτρων αντιρρύπανσης στα βενζινοκίνητα οχήματα προϋποθέτει την αξιόπιστη λειτουργία των υποσυστημάτων που διαχειρίζονται τη λειτουργία του κινητήρα. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής αναλύονται οι παράμετροι που επηρεάζουν την αξιοπιστία των σύγχρονων ηλεκτρονικών συστημάτων και παρουσιάζονται στατιστικά στοιχεία σχετικά με την κατανομή των βλαβών στα επιμέρους τμήματα του συστήματος. Επιπλέον στο μέρος αυτό παρουσιάζονται οι σύγχρονες τεχνολογίες αυτοδιάγνωσης του καταλυτικού μετατροπέα, του συστήματος κατακράτησης αναθυμιάσεων ρεζερβουάρ και του συστήματος ανακύκλωσης καυσαερίου με στόχο την ανάδειξη του ρόλου τους στην βελτίωση της αξιοπιστίας.