Badacze opracowali obiecującą i zaskakująco prostą modyfikację silników wysokoprężnych. Może ona mieć kluczowe znaczenie w uproszczeniu jednostek Diesla – będą one mniejsze, tańsze i łatwiejsze w utrzymaniu. A przede wszystkim będą czystsze, co może pozwolić im przetrwać jeszcze długie lata. Czy Diesel obroni się dzięki tej interesującej technologii?

Problematyczne EGR i DPF

Charles Mueller i trzej współpracownicy z ośrodka badań Sandia National Laboratory pracowali nad modyfikacją zwaną kanałowym wtryskiem paliwa (DFI – ducted fuel injection). Jest ona oparta na prostej zasadzie palnika Bunsena. Może jednak zmienić sposób, w jaki patrzymy na silniki Diesla i zmniejszyć wiele ograniczeń obecnych silników wysokoprężnych. 

Od czasu pojawienia się systemów recyrkulacji spalin (EGR) w 2002 roku zmiany w konstrukcji silnika wysokoprężnego stworzyły mnóstwo wyzwań w zakresie konserwacji. To rzecz jasna wpłynęło na dużo większy koszt silnika Diesla, nie tylko jako produktu, ale także jego utrzymania. 

DFI może zapobiec tendencji rosnących kosztów technologii emisji spalin dla silników Diesla, jednocześnie łagodząc problemy z konserwacją i znacznie redukując rozmiary i wagę układów oczyszczania spalin. Naukowcy twierdzą, że DFI może zmniejszyć zużycie płynów wydechowych oraz skłonność filtrów cząstek stałych DPF do zatykania się sadzą. Według Muellera, jego wynalazek może nawet wydłużyć okresy między wymianami oleju, zmniejszając ilość sadzy na misce. 

Jak to działa?

Wtryskiwacze w tradycyjnym silniku wysokoprężnym tworzą bogate mieszanki w ograniczonych obszarach komory spalania. Jeden z naukowców mówi, że w tych obszarach znajduje się od 2 do 10 razy więcej paliwa, niż potrzeba do jego całkowitego spalenia. 

– Kiedy masz taki nadmiar paliwa w wysokiej temperaturze, musi pojawić się tendencja do produkcji dużej ilości sadzy. Zainstalowanie kanałów pozwala nam osiągnąć spalanie oleju napędowego przy niewielkim lub zerowym wytwarzaniu sadzy. Nasze mieszanki zawierają mniej paliwa – wyjaśnia Mueller. 

Kanały, o których mówi pan Mueller, to rurki zamontowane w niewielkiej odległości od miejsca, w którym strumień paliwa opuszcza każdy otwór dyszy wtryskiwacza. Montowane są od spodu głowicy cylindrów w pobliżu dyszy wtryskiwacza. Mueller uważa, że ostatecznie będą wykonane ze stopu wysokotemperaturowego, aby wytrzymały ciepło spalania. Według niego dodatkowe koszty związane z implementacją jego wynalazku będą niewielkie. 

Diesel będzie super czysty!

Gdy układ spalania wytwarza znacznie mniej sadzy, można bardziej skutecznie wykorzystać EGR w celu obniżenia poziomu NOx. – Spodziewałbym się, że nasz system będzie używany z systemami EGR do jednoczesnej, ekonomicznej kontroli sadzy i NOx.

Dodał też, że może to zmniejszyć ilość sadzy i NOx na wyjściu z silnika do 1/10 obecnego poziomu. Zauważył też, że jego koncepcja pomoże w redukcji emisji CO2 i innych substancji powodujących globalne ocieplenie.