55% тепловая эффективность: двухтактный дизельный двигатель с противоположным

При глобальной тенденции углеродной нейтральности коммерческие транспортные средства, как ключевая область потребления топлива и выбросов углерода, сталкиваются с беспрецедентным давлением для технологических обновлений ., хотя традиционные четырехтактные дизельные двигатели были оптимизированы на протяжении более столетий, они все еще напряжены в современных конструкциях. (Opposed-Piston Two-Stroke, OP2S). Based on a 4.9L three-cylinder OP2S engine model (including a three-dimensional computational fluid dynamics model, a one-dimensional model, and a friction model), a correlation analysis was conducted with the measured data from dynamometer tests. The calibrated model was then extended to predict the performance of a 9.8L three-cylinder heavy-duty OP engine. In terms of intake system design, an analysis of port optimization revealed that smaller ports can lead to better scavenging performance. The combustion system was optimized using experimental design methods. Computational fluid dynamics predictions show that at a partial load condition of 1200 RPM, нанесение тепловых барьеров на обеих сторонах чаши поршня может достичь указанной тепловой эффективности 58 . 4%; Термическая эффективность тормоза при этом условии достигает 55%. при номинальном состоянии (скорость двигателя 1800 об / мин), тепловая эффективность тормоза составляет 48,1%; В то время как в условиях пикового крутящего момента (1200 об / мин) тепловая эффективность тормоза может достигать 50,8%. Двухтактный двигатель с тремя цилиндрами 9,8L, противоположный поршневой поршне (OP Engine), обеспечивает термическую эффективность тормоза 55%, не полагаясь на системы восстановления тепла (WHR) или турбо-компенсирующую технологию, при этом достигая строгих целей выбросов выхлопных газов. Это достижение обеспечивает недорогое и высокоэффективное решение для коммерческих тяжелых транспортных средств посредством оптимизации структуры двигателя и системы сгорания.

I . Современное возрождение вековой технологии

Двигатель противопоставленного поршня не является новой концепцией . его история может быть отслежена до дизельного двигателя Jumo Junkers Jumo 205 в 1930-х годах . Однако Acting Power революционизировала его, обращаясь к присущим недостаткам традиционных дизайнов: Acting Power произвела революцию, обращаясь к присущим недостаткам традиционных дизайнов: Acting Power революционизировала его, обращаясь к присущим недостаткам традиционных проектов: ACTEDES революционизировала его, обратившись к присущим недостаткам традиционных конструкций: ACTEDSISESINGINGING IT, обращаясь к присущим недостаткам традиционных конструкций: ACTESESENTINGINGING IT-

- Нет цилиндрического головки и поезда клапана: устранение головки цилиндра, распределительного вала, клапанов и более 200 других компонентов обычного двигателя, механические потери снижаются на 30%, а производственные затраты сокращаются более чем на 15%{4}}

- Efficient scavenging system: The traditional four-stroke engine's cylinder head is removed, and the combustion chamber is formed by two opposing pistons. The intake and exhaust ports are controlled by the ends of the pistons, achieving unidirectional and uniform scavenging. The gas exchange efficiency is increased by 40% compared to traditional two-stroke engines, while heat loss through the головка цилиндра уменьшается .

- Термодинамические преимущества: соотношение площади поверхности к объему к объему камеры сгорания снижается на 25%, минимизируя потерю тепла . с высоким соотношением сжатия и технологией теплового управления, соотношение сжатия повышается до 21: 1. При оптимизации объема добычи и комбинированного контроля давления, эффективное соискание, с аэтифицированным, анимированное, анимированное, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что означает, что это означает, что означает, что означает, что прогноз. 58 . 6%.

- Тепловое барьерное покрытие (TBC): керамическое покрытие применяется к поверхности поршня чаши, снижая потерю тепла от камеры сгорания в систему охлаждения и повышение тепловой эффективности примерно на 2%{2}}

II . Core Design: идеальный баланс эффективности и власти

1. прорыв в встроенной поршневой архитектуре

С архитектурой, управляемой с двумя листами, два поршня движутся в противоположных направлениях в цилиндре и синхронизируются через систему передачи . Эта конструкция предлагает три основных преимущества:

• Компактная компоновка: ширина двигателя составляет всего 60% от традиционных моделей, что делает его подходящим для существующего коммерческого шасси .

• Низкие характеристики вибрации: инерция поршней отменяет друг друга, уменьшая общую вибрацию на 50%, повышая комфорт и долговечность .

• Гибкая выходная мощность: с регулировкой коэффициента передачи передачи, может быть достигнута высокий крутящий момент (подходит для тяжелых грузовиков) или высокой скорости вращения (подходящая для оборудования для производства электроэнергии) .

2. секрет эффективности двухтактного цикла

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактная конструкция позволяет каждому цилиндру завершать один цикл сгорания на революцию . в сочетании со следующими оптимизациями, производительность значительно повышается:

• Высокая плотность мощности: с тем же смещением выходная мощность увеличивается на 60%, а 3- цилиндр 1 . 6L модель может достигать мощности 160 кВт.

• Точно контролируемый процесс очистки: с помощью оптимизации моделирования CFD времени воздушного прохождения, поглощение завершается в диапазоне углов коленчатого вала 145 градусов - 230 степень, с эффективностью поглощения, достигающей более 95%..

• Низкая потеря насоса: для поддержания эффективности сжигания требуется только частичное поглощение, а потеря насоса уменьшается на 30% по сравнению с четырехтактными двигателями .

3. Золотое соотношение параметров ключей

• Отношение диаметра инсульта/цилиндра 2 . 4: Через проверку моделирования поля мультифизики это соотношение достигает оптимальный баланс тепла, потери трения и потерь накачки.

• Конфигурация с тремя цилиндрами: избегает проблемы перерыва энергии турбины 2- моделей цилиндров и выхлопных помех 4- моделей цилиндров, достижение эффективной работы во всех условиях работы .

• 2000Bar Общий рельс высокого давления: склад с двумя инжекторами в сочетании с конструкцией сопла в сопло, с размером частиц топлива менее 8 мкм, а продолжительность сгорания сокращается до 10-19 Угол коленчатого вала.}} 10-19

III . перспективы приложения в секторе коммерческих транспортных средств

Двигатель OP2S продемонстрировал свою адаптивность в различных сценариях:

• Трехцилиндровые грузовики с тяжелыми работами: 4 . 9L модель мощности может вывести 480 кВт мощности, уменьшая вес на 300 кг по сравнению с тем же дизельным двигателем мощности и сохранения 12, 000 литров топлива ежегодно.

• Строительный механизм: функция высокой плотности крутящего момента позволяет двигателю быть на 40% меньше по размеру, повышая общую мобильность машины .

• Гибридные энергосистемы: при использовании в качестве усиления энергии он покрывает 80% условий работы в высокоэффективном диапазоне, уменьшая общий расход топлива системы на 25% .

Практический опыт ACTATES POWER доказал, что, глубоко перенастроив традиционные двигатели внутреннего сжигания, значительный потенциал производительности по-прежнему может быть раскрыт . Этот двухтактный дизельный двигатель с противоположным путем, который сочетает в себе вековую мудрость с современной технологией, не только обеспечивает практическое повышение затрат и эффективность в коммерческой промышленности, но также создает технологические технологии. Электрификация . (Примечание. Технические данные в этой статье получены из международной статьи SAE «Разработка коммерческого двигателя с тяжелой температурой 55% BTE»)