Lean Burn-motoren begrijpen

In een verbrandingsmotor verwijst lean-burn naar de verbranding van brandstof met een teveel aan lucht. De lucht-brandstofverhouding in lean-burn-motoren kan zo laag zijn als 65:1. (in massa). Ter vergelijking:de lucht/brandstofverhouding die nodig is om benzine stoichiometrisch te verbranden is 14,64:1. Bij een lean-burn-motor produceert de overtollige lucht aanzienlijk minder koolwaterstoffen. Hoge lucht-brandstofverhoudingen kunnen ook worden gebruikt om smoorverliezen te verminderen, die worden veroorzaakt door verschillende technieken voor motorvermogenbeheer.

In dit artikel leert u de definitie, toepassingen, diagram, werking, voor- en nadelen van lean-burn-motoren.

Wat is een magere motor?

Hoewel lean-burn- of dieselmotoren minder brandstof verbruiken en minder CO2 uitstoten dan bestaande motoren met een stoichiometrische lucht/brandstofverhouding, belemmert de aanwezigheid van O2 in hun emissies het gebruik van de huidige driewegkatalysatoren. Als gevolg hiervan zijn katalysatoren nodig die NOx kunnen omzetten in N2 in motoremissies die zuurstof bevatten. De term "lean-burn" is relatief zelfverklarend. Het is een kleine hoeveelheid brandstof die wordt geleverd aan en verbruikt in de verbrandingskamer van een motor. De normale lucht-brandstofverhouding is ongeveer 15:1. (15 delen lucht op 1 deel brandstof). Echte lean-burn-ratio's kunnen 23:1 bereiken.

Lean-burn-motoren (zowel benzine als diesel) hebben een lager brandstofverbruik en lagere emissies dan motoren die traditioneel zijn afgesteld. Door hun aard verbruiken ze minder brandstof en produceren ze minder onverbrande koolwaterstoffen en broeikasgassen dan een vergelijkbare "gewone" verbrandingsmotor, terwijl ze hetzelfde vermogen leveren. Grotere compressieverhoudingen in de verbrandingskamer (hogere cilinderdruk), aanzienlijke luchtinlaatwerveling en nauwkeurige, magere directe brandstofinjectie worden gebruikt om arme verbrandingsomstandigheden te bereiken.

De toepassingen van lean-burn-systemen zijn gebruikelijk in alle soorten voertuigen, commerciële auto's zoals Honda, Toyota, Mitsubishi, zware gasmotoren en ook dieselmotoren.

Diagram van een arme motor:

Werkingsprincipe:

De werking van een lean-burn-motor is minder complex en kan gemakkelijk worden begrepen. in zijn werking kunnen Throttling-verliezen worden verminderd door een lean-burn-modus te gebruiken. Bij normaal bedrijf met constante snelheid is een motor in een conventioneel voertuig gedimensioneerd om het vermogen te leveren dat nodig is voor acceleratie, maar hij moet ruim onder dat punt functioneren. Normaal gesproken wordt het vermogen verminderd door het gas gedeeltelijk te sluiten. Het verhoogde werk dat nodig is om lucht via het gaspedaal te pompen, vermindert daarentegen de efficiëntie. Er kan een lager vermogen worden bereikt door de gashendel zo dicht mogelijk bij volledig open te zetten als de brandstof/luchtverhouding wordt verlaagd, en de efficiëntie tijdens normaal rijden (onder het maximale koppel van de motor) kan worden verbeterd.

Lean-burn-motoren kunnen hogere compressieverhoudingen gebruiken, wat resulteert in superieure prestaties, brandstofefficiëntie en lagere koolwaterstofemissies dan traditionele benzinemotoren. Motoren met directe injectie zijn de enige manier om ultradunne mengsels met hoge lucht-brandstofverhoudingen te bereiken.

Het belangrijkste nadeel van schone verbranding is dat voor het verminderen van de NOx-uitstoot het gebruik van een ingewikkeld katalysatorsysteem noodzakelijk is. De huidige driewegkatalysatoren vereisen een balans van verontreinigende stoffen bij de uitlaatpoort om oxidatie- en reductiereacties uit te voeren, daarom kruisen en vertragen de meeste moderne motoren op of nabij het stoichiometrische punt.

Bekijk de video hieronder om meer te weten te komen over de werking van een lean-burn-motor:

Voor- en nadelen van een magere motor

Voordelen:

Hieronder staan ​​de voordelen van een lean-burn-motor in zijn verschillende toepassingen:

• Verhoogde brandstofefficiëntie
• Verminder het aantal onverbrande koolwaterstoffen en broeikasgassen dat vrijkomt in de atmosfeer.
• Een lean-burn-modus is een techniek om smoorverliezen te verminderen.

Nadelen:

Ondanks de goede voordelen van een lean-burn-motor, zijn er nog steeds enkele beperkingen. Hieronder staan ​​de nadelen van lean-burn-motoren in hun verschillende toepassingen:

• Om de NOx-emissies te verminderen, vereist een magere verbranding een ingewikkeld katalysatorsysteem.
• Relatief hoge kosten

Conclusie

Lean-burn-motoren (zowel benzine als diesel) hebben een lager brandstofverbruik en lagere emissies dan motoren die traditioneel zijn afgesteld. Door hun aard verbruiken ze minder brandstof en produceren ze minder onverbrande koolwaterstoffen en broeikasgassen dan een vergelijkbare "gewone" verbrandingsmotor, terwijl ze hetzelfde vermogen leveren. Dat is alles voor dit artikel, waar de definitie, toepassingen, schema, werking, voor- en nadelen van een lean-burn engine worden besproken.

Ik hoop dat je veel leert van het lezen, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot ziens!