Camera de ardere

Introducere.

În ultimele decenii, datorită importanţei din ce în ce mai mari care s-a acordat calităţii mediului înconjurător, s-au derulat numeroase cercetări ce au urmărit stabilirea principalilor factori care influenţează emisiile poluante produse de motoarele cu ardere internă.

Desfăşurate în paralel de institute de cercetare ca şi de producătorii de motoare si autovehicule, aceste cercetări au relevat nu numai influenţele determinante asupra emisiilor, ci au identificat şi inovat o serie de măsuri (metode sau tehnici) de reducere a poluanţilor ; corelaţia factori-măsuri a devenit atât de comună încât, la o privire mai puţin atentă, poate genera confundarea celor doi termeni.

Problema aplicării unor măsuri de limitare a emisiilor poluante se dovedeşte a fi foarte delicată, datorită multitudinii factorilor ce influenţează aceste mărimi. Există influenţe contradictorii ale unor factori asupra celor patru tipuri de poluanţi legiferaţi, dar şi efecte contradictorii ale aceluiaşi factor asupra aceluiaşi poluant, în cazul unor motoare diferite.

În general, măsurile de reducere a celor patru poluanţi limitaţi în legislaţia existentă au generat creşteri (relativ mici) ale consumului de combustibil, ceea ce implica găsirea unei căi de compromis.

Şi în cadrul grupului de poluanţi enumeraţi (HC, CO, NOx , particule (PT)) apare necesitatea unui compromis între valorile NOx , pe de o parte, şi valorile PT, CO, HC, pe de altă parte. Dependenţa inversă a acestor mărimi se datorează temperaturilor dezvoltate in camera de ardere. Măsurile de scădere concomitentă a NOx , şi a celorlalţi poluanţi sunt relativ puţine şi se aplică, de regulă, în afara camerei de ardere.

Factorii care afectează nivelul emisiilor poluante sunt numeroşi, iar cei mai importanţi sunt prezentaţi succint în cele ce urmează:

1. Regimul funcţional:

- turaţia;

- sarcina (dozajul);

- regimul termic al motorului.

2. Caracteristicile injecţiei:

- avansul la injecţie;

- legea de injecţie;

- construcţia echipamentului de injecţie:

- tipul pompei de injecţie;

- mărimea presiunii de injecţie;

- tipul injectorului si poziţia sa;

- construcţia pulverizatorului (diametru, lungime, număr si orientare a orificiilor pulverizatorului);

- volumul sacului de sub acul injectorului

3. Particularităţi constructive ale motorului:

- intensitatea curentului de aer (turbulenţe din camera de ardere);

- cantitatea de gaze reziduale (funcţie de căderea de presiunea la evacuare);

- numărul de supape pe cilindru (tipul chiulasei: cu 2 sau 4 supape );

- arhitectura camerei de ardere:

- camera de ardere unitară;

- camera de ardere divizată.

- forma camerei de ardere şi dimensiunile ei;

- caracteristica de transfer termic a camerei de ardere:

- raportul suprafaţă / volum al camerei de ardere;

- proprietăţile de conductibilitate a pereţilor.

- supraalimentarea (presiunea aerului aspirat în cilindru - pa )

- răcirea intermediară a aerului de admisie (temperatura aerului aspirat – Ta )

- caracteristicile instalaţiei de ungere:

- consum de ulei;

- calitatea uleiului;

- scurgeri de ulei;

- concepţia instalaţiei de ungere;

- dimensiunile principale ale cilindrului:

- D - diametrul cilindrului;

- S — cursa;

- raportul S/D;

- raportul de compresie;

- fazele de distribuţie;

- dispozitivele de pornire la rece;

- gradul de recirculare a gazelor arse;

- debitul variabil de aer.

4. Caracteristicile combustibilului:

- conţinutul de sulf;

-densitatea;

- volatilitatea;

- cifra cetanică;

- compoziţia fracţionată;

- conţinutul de hidrocarburi aromatice.

5. Starea tehnică a motorului:

- mărimea jocurilor dintre piese (uzura);

- starea echipamentului de injecţie:

- obturarea orificiilor pulverizatorului;

- scăderea presiunii de injecţie;

- colmatarea filtrelor de combustibil.

6. Natura aplicaţiei şi regimul de exploatare.

Metode active de reducere a emisiilor

Prezentarea succintă a principalilor factori care influenţează nivelul emisiilor a avut ca scop să arate numărul lor mare, care implică mai multe strategii posibile de urmat pentru reducerea acestora. Aşa cum s-a prezentat în capitolul dedicat metodelor de reducere a emisiilor la m.a.s., metodele de reducere a emisiilor produse de m.a.c. se împart în :

-metode active, care acţionează încă din faza de geneză a emisiilor, combătându-le chiar din procesul de combustie ;

-metode pasive, care acţionează asupra emisiilor după formarea acestora, mai ales prin post-tratarea chimică şi mecanică a poluanţilor în instalatia de evacuare.

O menţiune specială merită factorul combustibil, care şi-a dovedit importanţa în condiţiile în care înăsprirea legislaţiei antipoluare impune luarea în considerarea a tuturor posibilităţilor de reducere a emisiilor, chiar şi a celor care, la prima vedere, au un potenţial de diminuare limitat, în comparaţie cu metodele clasice, active şi pasive.