Expun succint tehnologia(principiul) de baza constructiv, din care rezulta imposibilitatea actualelor motoare (2009) de a indeplini conditiile: economice, rentabile, ecologice- calitativ si cantitativ.
- Tehnologia de baza (principiul), consta in a raspunde unui grad de umplere variabil, la care nu putem renunta, cu camere de ardere cu volum constant, avand drept rezultat, realizarea presiunii de comprimare variabile, in urma caruia rezulta un procent de ardere variabil.
- Daca crestem gradul de umplere, respectiv crestem presiunea de comprimare, obtinem un procent de ardere superior, dar observam cum creste consumul de combustibil, si odata cu acesta creste cantitatea de emisii poluante, scazand plaja turatiei de exploatare si puterea dezvoltate.
- Daca reducem gradul de umplere, respectiv reducem presiunea de comprimare, creste plaja turatiei de exploatare, creste puterea dezvoltata, scade consumul de combustibil, dar scade si procentul de ardere.
Dupa cum se observa, presiunea de comprimare are un rol decisiv asupra rezultatelor motoarelor termice cu piston, cu influenta directa asupra: consumului de combustibil, a plajei turatiei de exploatare, a puterii dezvoltate, a procentului de ardere si a emisiilor poluante calitativ si cantitativ.
- O alta solutie care are influenta negativa asupra rezultatelor motoarelor termice cu piston ( MAS-OTTO-MAC-DIESELL), la nivelul anului 2009 , este succesiunea timpilor functionali.(vezi diagrama)
Acestia ( timpii functionali), se refera la cursa pistoanelor, respectiv la deplasarea acestora intre punctul mort superior(PMS) si punctul mort inferior(PMI), precum si la deplasarea acestora de la punctul mort inferior (PMI), la punctul mort superior(PMS). Valoarea unei curse este exprimata in grade rotatie arbore cotit (RAC) si este de 180 0 RAC. Timpul functional incepe la 0 0 RAC (PMS), si se termina la 180 0 RAC (PMI), urmatorul timp functional incepe la 180 0 RAC (PMI) si se termina la 360 0 RAC (PMS), respectiv 0 0 RAC, rezultand astfel cate doi timpi functionali la 360 0 RAC ( o rotatie arbore cotit), pentru fiecare piston component al motorului respectiv.
Prin succesiunea timpilor functionali, se creeaza cele doua puncte moarte ale pistoanelor, respectiv punctul mort superior (PMS - 0 0 RAC ), si punctul mort inferior ( PMI- 180 0 RAC ). Datorita acestei solutii apar suprasarcini de scurta durata, care au influenta negativa asupra rezultatelor si a consumului de combustibil, suprasarcini ce nu permit motoarelor actuale sa ramana functionale si sub 900 rot./ min.Daca analizam diagrama (vezi diagrama)unghiurilor si pozitia manetoanelor , respectiv, a pistoanelor, observam ca suprasarcinile de scurta durata, sunt rezultatul timpului activ( detenta), care ajungand la + 135 0 RAC fata de 0 0, pozitie in care se finalizeaza efectul timpului activ ( detenta ), pozitie ce se afla in contra-timp cu timpul 2 ( compresia), al pistonului urmator in ordinea de functionare.
Pozitia pistonului 2, ce finalizeaza compresia, aflindu-se la – 45 0 RAC fata de 0 0 , realizeaza in aceasta pozitie, presiunea de comprimare maxima ( timpul 2 – compresia), pe fondul epuizarii efectului timpului activ ( detenta) al pistonului anterior.
- Succesiunea timpilor functionali, are urmatoarele aspecte negative asupra rezultatelor motoarelor termice cu piston ( MAS-OTTO; MAC- DIESELL):
- Timpul activ (detenta) , are eficienta scazuta.
- Influenta negativa asupra puterii dezvoltate.
- Influenta negativa asupra consumului de combustibil.
- Necesitatea unei volante masive ( cu inertia mare), pentru scoaterea pistoanelor din punctele moarte si uniformizarea turatiei functionale.
- Datorita celor doua solutii descrise ( analizate) mai sus, actualele motoare, ce se fabrica la nivelul anului 2009, la nivel mondial, nu au cum sa indeplineasca conditiile: economice, rentabile, ecologice calitativ si cantitativ.
- Nu pot asigura un procent de ardere constant pe toata plaja turatiei de exploatare, corespunzator oricarei norme EURO.
- Nu pot fi controlate electronic fundamental ( controlul electronic direct asupra presiunii de comprimare, respectiv asupra procentului de ardere, corespunzator oricarei norme EURO.( Actualele motoare (2009) sunt controlate indirect electronic, respectiv, controlul electronic a sistemului de alimentare si a sistemului de aprindere.
- Actualele motoare ( 2009 ), nu se adapteaza la conditiile de trafic. ( traficul urban, traficul de autostrada), din aceasta cauza, consuma mult combustibil, si emana emisii poluante in cantitati mari, astfel:
- a) In traficul urban , nu combate fenomenul de subcomprimare, de unde rezulta un procent de ardere inferior, pe fondul unui consum mare de combustibil.
- b) In traficul de autostrada , nu combate fenomenul de supracomprimare, fenomen ce favorizeaza consumul excesiv si risipa de combustibil(vezi diagrama), eliminand in atmosfera emisii poluante in cantitati mari.
- Tot fenomenul de supracomprimare se face raspunzator de cresterea necontrolata a regimului termic, regim ce favorizeaza cresterea excesiva a gradului de uzura, pana la autoincendierea motorului respectiv( F1).
Fenomenul de supracomprimare necontrolat, reprezinta in cazul motoarelor clasice ( actuale 2009), un prim consumator al energiei mecanice dezvoltate.
- Limita minima functionala 900-1000 rot./min., realizand cate doua evacuari/RAC ( 360 0 ), rezulta 1800-2000 evacuari gaze arse /minut, stationare semafor.
- Din cele expuse, rezulta deficientele majore ale actualelor motoare (2009), si necesitatea inlocuirii de urgenta a celor doua solutii, cu solutii noi, care implementate, au drept rezultat obtinerea unei generatii noi de motoare, care sigur indeplinesc conditiile: economice,rentabile, ecologice- calitativ si cantitativ, fara concurenta la nivel mondial.
- In continuare, expun succint solutii inlocuitoare, prin care se modifica fundamental tehnologia(principiul) de baza constructiv si functional, care consta in a raspunde unui grad de umplere variabil, la care nu putem renunta, cu camere de ardere cu volum variabil, din care rezulta: o presiune de comprimare constanta, respectiv un procent de ardere constant pe toata plaja turatiei de exploatare, supravegheat, controlat,corectat electronic fundamental.(controlul electronic direct asupra presiunii de comprimare, respectiv a procentului de ardere.)
Aceasta solutie tehnica constituie subiectul cererii de brevet OSIM nr. A- 00028/28-01-2007, cu titlul CAMERE DE ARDERE CU VOLUM VARIABIL SI PROCEDEE DE CONTROL DINAMIC AL VOLUMULUI ACESTORA.
Aceasta solutie se refera la un motor termic cu piston, avand desfasurarea ciclului functional in patru timpi, si in cadrul caruia are loc adaptarea dinamica a volumului camerelor de ardere volumetrice, cu regimul de functionare ( exploatare) a motorului respectiv.
Solutia este adaptabila la orice tip de motor termic cu piston, cu aprindere prin scanteie ( MAS-OTTO), sau cu aprindere prin comprimare ( MAC-DIESELL).
Aceasta solutie necesita, reproiectarea chiulasei, care va avea in componenta, doua blocuri,respectiv: blocul camerelor volumetrice si blocul de distributie.
Comanda si variatia volumului camerelor de ardere , volumetrice, se poate face:
a) Printr-un montaj (schema electrica) comandat de un contact pedala acceleratie( CPA ) electric.
b) Prin calculator, microprocesor prelucrare date , catalizator si sonda Lambda (electronic).
Specific faptul ca modelul (prototipul) a fost realizat la nivel functional pe un bloc motor DACIA 1300.
- In urma incercarilor functionale, am constatat ca acesta indeplineste conditiile pentru care a fost conceput, respectiv, variatia volumului camerelor de ardere, functie de solicitare, mai concret, la solicitare, respectiv la calcarea pedalei de acceleratie, se mareste volumul camerelor de ardere, in corelare cu debitul de amestec carburant distribuit in interiorul cilindrilor, combatand, astfel fenomenul de supracomprimare, si efectele sale negative. La eliberarea pedalei de acceleratie, reduce volumul camerelor de ardere volumetrice pana la volum minim, combatand fenomenul de subcomprimare, fenomen ce favorizeaza in cazul motoarelor clasice, procentul de ardere scazut.
- A doua solutie inlocuitoare - Suprapunerea timpilor functionali: consta in redispunerea manetoanelor arborelui cotit, dupa o anumita diagrama, prin care timpii functionali se succed la 90 0 RAC prin suprapunere. Dupa aceasta operatiune, ( modificarea configuratiei arborelui cotit ), se efectueaza adaptarea mecanismului de distributie, la noua configuratie a arborelui cotit, precum si adaptarea sistemului de aprindere sau alimentare in cazul motoarelor DIESELL.
Prin punerea in practica a acestei solutii pe motoarele termice cu piston ( MAC-DIESELL si MAS-OTTO), se obtin:
- Dublarea timpilor activi (detenta) la 360 0 RAC.
- Creste cuplu motor cu pana la 100%.
- Creste puterea dezvoltata cu pana la 100%.
- Consumul de combustibil scade cu 35-40%.
- Limita minima functionala 350-400 rot./min.
- Functionarea motoarelor respective in conditii de alimentare cu amestec saracit cu procent de ardere superior ( Raport aer-combustibil 15- 18/1)
- Dispar suprasarcinile de scurta durata datorate succesiunii timpilor functionali.
- Prin implementarea celor doua solutii inlocuitoare ( CAMERE DE ARDERE CU VOLUM VARIABIL SI SUPRAPUNEREA TIMPILOR FUNCTIONALI), se obtin motoare caracterizate pozitiv din punct de vedere economic, rentabil, ecologic- calitativ si cantitativ, fara concurenta la nivel mondial.
- CARACTERISTICI TEHNICE:
- RAPORT DE COMPRIMARE VARIABIL.
- Variatia volumului camerelor de ardere 1*1.5(150%)
- Raport aer-combustibil 15-18/1.
- Limita minima functionala 350-450 rot./min.
- Limita maxima functionala 8000-10000 rot./min.
- Sensibilitate redusa fata de calitatea combustibilului de alimentare.
- Regimul termic optim controlat si corectat electronic.
- Aplicarea controlului electronic fundamental (controlul electronic asupra presiunii de comprimare, respectiv asupra procentului de ardere) supravegheat, controlat si corectat electronic, prin variatia camerelor de ardere volumetrice, corespunzator oricarei norme EURO.
- Adaptarea la conditiile de trafic, urban, autostrada, circuit, astfel:
- a) In traficul urban: combate fenomenul de subcomprimare, prin variatia volumului camerelor de ardere , lucrand mai mult pe volum minim, cu regim termic, superior, consum mic de combustibil, emisii noxe de calitate superioara si in cantitati reduse.
- b) In traficul de autostrada sau circuit, combate fenomenul de supra- comprimare , prin variatia volumului camerelor de ardere volumetrice, combatand fenomenul de supracomprimare, fenomen ce se face raspunzator de cresterea exagerata a regimului termic si a consumului de combustibil excesiv.
- Rezultate: ( FARA CONCURENTA LA NIVEL MONDIAL)
- Cresterea plajei turatiei de exploatare, prin combaterea fenomenului de supracomprimare.(vezi diagrama)
- Cresterea puterii dezvoltate cu pana la 100 %.
- Consumul de combustibil scade cu cu 35-40 %
- Emisiile poluante scad cu 55-60 %.
In concluzie , acesta ar fi un proiect de relansare a economiei nationale, care ar crea locuri de munca stabile pe o perioada mare de timp, iar produsele de calitate superioara, nu ar mai avea nevoie de facilitati pentru a fi valorificate.
Scopul publicarii acestui material este:
- Sensibilizarea opiniei publice si a specialistilor in domeniu.
- Identificarea unei intreprinderi, a unei societati comerciale, sau atelier mecanic, care doreste sa se profileze pe acest proiect, care sigur va da rezultate.
- Identificarea unui investitor.