Verständnis von Lean-Burn-Motoren

Bei einem Verbrennungsmotor bezeichnet Magerverbrennung die Verbrennung von Kraftstoff mit einem Überschuss an Luft. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Magermotoren kann bis zu 65:1 betragen. (nach Gewicht). Im Vergleich dazu beträgt das zur stöchiometrischen Verbrennung von Benzin erforderliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis 14,64:1. Bei einem Magermotor entstehen durch die überschüssige Luft deutlich weniger Kohlenwasserstoffe. Hohe Luft-Kraftstoff-Verhältnisse können auch verwendet werden, um Drosselverluste zu reduzieren, die durch verschiedene Motorleistungsmanagementtechniken erzeugt werden.

In diesem Artikel lernen Sie die Definition, Anwendungen, Diagramme, Arbeitsweise, Vor- und Nachteile von Magermotoren kennen.

Was ist ein Magermotor?

Obwohl Mager- oder Dieselmotoren weniger Kraftstoff verbrauchen und weniger CO2 emittieren als bestehende Motoren mit einem stöchiometrischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis, verhindert das Vorhandensein von O2 in ihren Emissionen die Verwendung von derzeitigen Katalysatoren vom „Drei-Wege“-Typ. Folglich sind Katalysatoren erforderlich, die NOx in N2 in sauerstoffhaltigen Motorabgasen umwandeln können. Der Begriff „Lean-Burn“ ist relativ selbsterklärend. Es ist eine kleine Kraftstoffmenge, die in die Brennkammer eines Motors geliefert und dort verbraucht wird. Das normale Luft-Kraftstoff-Verhältnis liegt bei etwa 15:1. (15 Teile Luft auf 1 Teil Kraftstoff). Echte Magerverbrennungsverhältnisse können 23:1 erreichen.

Magermotoren (sowohl Benzin als auch Diesel) haben einen besseren Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen als Motoren, die traditionell getunt wurden. Sie verbrauchen naturgemäß weniger Kraftstoff und produzieren weniger unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Treibhausgase als ein vergleichbarer „normaler“ Verbrennungsmotor bei gleicher Leistung. Größere Verdichtungsverhältnisse in der Verbrennungskammer (höherer Zylinderdruck), ein beträchtlicher Luftansaugwirbel und eine präzise, ​​mager dosierte Direkteinspritzung werden verwendet, um Bedingungen mit magerer Verbrennung zu erreichen.

Die Anwendungen von Magerverbrennungssystemen sind in allen Arten von Nutzfahrzeugen wie Honda, Toyota, Mitsubishi, schweren Gasmotoren und auch Dieselmotoren üblich.

Diagramm eines Magermotors:

Arbeitsprinzip:

Die Funktionsweise eines Magermotors ist weniger komplex und leicht verständlich. In seiner Arbeitsweise können Drosselverluste durch Verwendung eines Magermodus reduziert werden. Im normalen Betrieb mit konstanter Geschwindigkeit ist ein Motor in einem herkömmlichen Fahrzeug so bemessen, dass er die für die Beschleunigung erforderliche Leistung liefert, aber er muss weit unter diesem Punkt funktionieren. Normalerweise wird die Leistung durch teilweises Schließen der Drosselklappe reduziert. Die erhöhte Arbeit, die erforderlich ist, um Luft über die Drossel zu pumpen, verringert andererseits den Wirkungsgrad. Eine geringere Leistung kann erreicht werden, wenn die Drosselklappe näher an der vollständigen Öffnung ist, wenn das Kraftstoff-Luft-Verhältnis reduziert wird, und die Effizienz während des normalen Fahrens (unterhalb der maximalen Drehmomentfähigkeit des Motors) kann verbessert werden.

Magermotoren können höhere Verdichtungsverhältnisse verwenden, was zu überlegener Leistung, Kraftstoffeffizienz und geringeren Kohlenwasserstoffemissionen als herkömmliche Benzinmotoren führt. Motoren mit Direkteinspritzung sind die einzige Möglichkeit, ultramagere Gemische mit hohen Luft-Kraftstoff-Verhältnissen zu erzielen.

Der Hauptnachteil der sauberen Verbrennung besteht darin, dass die Verringerung der NOx-Emissionen die Verwendung eines komplizierten Katalysatorsystems erfordert. Aktuelle 3-Wege-Katalysatoren benötigen ein Schadstoffgleichgewicht an der Auslassöffnung, um Oxidations- und Reduktionsreaktionen durchzuführen, daher fahren die meisten modernen Motoren am oder nahe dem stöchiometrischen Punkt.

Sehen Sie sich das folgende Video an, um mehr über die Funktionsweise eines Magermotors zu erfahren:

Vor- und Nachteile des Magermotors

Vorteile:

Nachfolgend sind die Vorteile eines Magermotors in seinen verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• Erhöhte Kraftstoffeffizienz
• Reduzieren Sie die Anzahl der unverbrannten Kohlenwasserstoffe und Treibhausgase, die in die Atmosphäre freigesetzt werden.
• Ein Magermodus ist eine Technik zum Senken von Drosselverlusten.

Nachteile:

Trotz der guten Vorteile eines Magermotors treten immer noch einige Einschränkungen auf. Nachfolgend sind die Nachteile von Magermotoren in ihren verschiedenen Anwendungen aufgeführt:

• Um die NOx-Emissionen zu reduzieren, erfordert die Magerverbrennung ein kompliziertes Katalysatorsystem.
• Relativ hohe Kosten

Schlussfolgerung

Magermotoren (sowohl Benzin als auch Diesel) haben einen besseren Kraftstoffverbrauch und geringere Emissionen als Motoren, die traditionell getunt wurden. Sie verbrauchen naturgemäß weniger Kraftstoff und produzieren weniger unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Treibhausgase als ein vergleichbarer „normaler“ Verbrennungsmotor bei gleicher Leistung. Das ist alles für diesen Artikel, in dem Definition, Anwendungen, Diagramm, Funktionsweise, Vor- und Nachteile eines Magermotors besprochen werden.

Ich hoffe, Sie lernen viel aus der Lektüre, wenn ja, teilen Sie sie bitte mit anderen Schülern. Danke fürs Lesen, bis bald!