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利用生物柴油产量的不断提高,设计人员正规划新战略(美国国家生物柴油委员会)
在过去100年来,内燃机燃油一直没有什么重大的变化,但今后就说不一定了。生物燃油研究不断取得进展,非公路商用车工程师开发的新技术使发动机能够使用各种不同的混合燃油。
生物燃油方面采取的大量行动,但是在从替代能源跃升为主流能源的竞赛中,生物燃油却落后于天然气。根据美国环保局(EPA)的消息,去年美国的炼油厂生产出大约17亿加仑(约合64亿升)的生物柴油。发动机开发商及整个供应链也正努力开发新技术,试图让所有型号的发动机能够使用任意调和的生物燃油。
美国西南研究院发动机、排放及车辆研究首席工程师Bapi Surampudi说道:“替代燃油的使用存在的最大问题是校准。要使成本最小化,通常就需要在多个平台上重复使用相同的电子设备。因此,难点之一就是要设计出一套能够适应各种情况的电子架构(包括硬件和软件)。”
研究人员正尝试使用不同的技术,测试如果才能高效地检测出可用燃油的成份。其中一个策略就是将测量燃油的传感器放在油箱内,另一种方案是利用燃烧控制系统实时检测向发动机输送的燃油。
博格华纳先进工程团队高级技术专家Chris Mays介绍道:“对于有自力推进的交通工具来说,可以通过油箱内燃油成分检测分析,在每次加油时进行“重新调整”或校正,或者也可以进行实时检测。这就意味着,OEM就需要决定是监测燃油本身还是燃烧过程。如果是监测燃烧,不管是直接还是间接测量,我们都将获得大量的数据反馈,获得发动机组件、系统及燃油变量。”
计算机能力的迅猛发展也将帮助工程师和程序规划师能够高效地对燃油进行分析。
里卡多(Ricardo)混合动力及电气系统营业部总监Ali Maleki说道:“电子控制装置的性能越来越好,燃烧过程的控制也就越来越精确,替代燃油发动机的故障率也就相应的减少。新的电子技术可以更好的控制排放、废气再循环并精确供油。在固定设备、火车和货车等对运营成本较敏感的领域,使用替代燃油将是一个非常重要的趋势。”
随着控制系统的发展,越来越多的生物燃油都开始投入生产,工程师将公不断致力于让每一滴燃油都发挥最大作用。
Surampudi说:“发动机制造商必须掌握各种生物燃油的优势与缺点,同时在更快、更复杂的测试中不断积累经验。”
我们对生物燃料的了解,很大一部分认知是来源于建模与仿真。燃烧过程是很复杂的,细微的变化就会产生巨大的不同,所以必须要用大量的测试来提高效率。
Mays说道:“传感器的信号是最需要考虑的问题,设计阶段模拟感应器反馈有助于得到良好的信噪反馈。比如在这个过程可以分析传感器可以在液流中的状态,确保感应器探测到各种气体混合状态,浓度是否足以进行冷凝等信息。”
作者:Terry Costlow
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