Diagnosticul rateurilor de ardere

11.4.2.Principiul diagnosticarii catalizatorului.

Principiul consta în creerea de variatii importante ale îmbogatirii, în scopul umplerii cu oxigen a catalizatorului.

       Daca catalizatorul este bun, va absorbi oxigenul iar tensiunea furnizata de sonda de oxigen aval va ramâne constanta.

       Daca este uzat, oxigenul nu va mai putea fi stocat, iar acest lucru va antrena o variatie a tensiunii în sonda de oxigen aval.Cu cât catalizatorul este mai uzat cu atât oscilatia va fi mai importanta.

Marile firme orienteaza sistemele de injectie catre un common rail, unde presiunea de injectie creste semnificativ. Un nou sistem de injectie aflat în teste si probabil cât de curând si folosit este injectia directa de benzina cu controlul electronic al curgerii - asa zisa - metoda orbital.

Noile sisteme de injectie de benzina sunt mai economice si mai ecologice. Ţinând cont de faptul ca în aproximativ 70 de ani resursele energetice ale planetei se vor epuiza, se cauta solutii pentru înlocuirea actualelor propulsoare pentru autovehicul. Datorita unei politici agresive, de cercetare-dezvoltare dusa de marile companii producatoare de motoare, rezultattele au început sa apara. Astfel o solutie pentru mâine poate fi autoturismul hibrid unde sistemul de injectie este înlocuit cu un circuit electric.

Vastul domeniu al motoarelor ramâne deschis tinerilor ingineri, care în avântul tineresc pot gasi solutii fiabile pentru acel mâine imprevizibil.

Volvo Cars a lansat variante ale modelelor sale propulsate cu bioetanol fiind un combustibil complet ecologic. Aceasta gama ecologica a fost extinsa si cu noul Volvo C30.

"Interesul pentru etanol ca si combustibil pentru vehicule a crescut în Europa", spune Gerry Keaney, Vicepresedinte la Departamentul de Marketing, Vânzari si Servicii la VolvoCars. "Din acest motiv ne extindem gama de modele pe un total de 9 piete. Primele tari ce vor primi variantele cu FlexiFuel vor fi Marea Britanie, Irlanda, Franta, Spania, Olanda, Belgia, Elvetia si Norvegia. Este foarte încurajant ca piata de desfacere este în expansiune si ca initiativele politice în acest sens au fost deja luate", a continuat Gerry Keaney  .

Franta a anuntat ca în 2007 erau în constructie 500 de statii de alimentare cu E85 (un amestec 85% etanol si 15% benzina). Combustibilul va fi produs local, din produse agricole. În prezent sunt 23 de fabrici care produc etanol în Europa, iar aceasta cifra este de asteptat sa creasca la peste 60 pâna la sfârsitul lui 2008. În aceste conditii aproximativ 1,8 milioane de litri de etanol sunt produse anual în Uniunea Europeana, în principiu, din orice sursa de biomasa: porumb, sfecla de zahar, celuloza.

Trei din cele noua modele Volovo-C30, S40, si V50 - sunt acum disponibile în variante alternative FlexiFuel. Acestea sunt propulsate de motoare de motoare cu 4 cilindri, cu aspiratie normala, ce produc 125CP. Bioetanolul si benzina sunt înmagazinate în acelasi rezervor de 55 litri. Motorul a fost modificat pentru a sustine proprietatile corozive ale etanolului. Valvele sistemului de injectie au fost întarite si marite, pentru ca acum este injectat mai mult combustibil, energia dezvoltata E85 fiind mai mica fata de benzina. De asemenea si softul de calibrare a fost updatat pentru puterea etanolului. Sistemul de manageament al motorului supravegheaza precis amestecul de combustibil din rezervor si automat ajusteaza injectoarele si sistemul de aprindere.

Daca masina ruleaza cu E85, emisiile folosite de CO₂ scad cu pâna la 80% comparativ cu aceeasi masina ce merge cu benzina. " Un combustibil alternativ nu va fi capabil sa înlocuiasca complet combustibili fosili de astazi, dar gama de modele ecologice va fi din ce în ce mai raspândita în viitor. Diferitii combustibili si tehnologii vor fi dezvoltate în paralel. Etanol reduce dependenta de combustibilii traditionali iar programul Volvo FlexiFuel va contribui vital la strategia noastra de protejare a mediului", a încheiat  Gerry Keaney.

Specificatii tehnice:

Motor: 4 cilindri cu benzina/E85

Cutie de viteze: manuala cu 5 trepte

Putere maxima: 92 kw (125CP)

Cuplu maxim: 165 Nm la 4000rpm

Acceleratia 0 - 100 km/h: 10,8s

Viteza maxima: 200km/h

Mazada a expus în premiera la Salonul Auto de la Tokyo noua genertie a motorului rotativ RENESIS pe benzina, care echipeaza modelul concept Taiki, motorul rotativ cu alimentare alternativa hidrogen - benzina aflatîn dotarea noii Mazda 5 Hydrogen RE Hybrid.

.

Constructorul japonez a demarat procesul de dezvoltare a motorului rotativ cu injectie directa 16X, cu o capacitate de 1600cc, care marcheaza evolutia structurii de baza a acestui tip de moto. Acesta noua generatie este prima cu alimentare pe benzina care foloseste injectia directa. Desi dimensiunile motorului au crescut, acesta a ramas la fel de compact si de usor ca si generatia actuala, fiind si mai economic. Pentru noul motor s-a utilizat si aluminiul, reducându-se astfel gerutatea automobilului pe care este montat.

Mazda 5Hydrogen RE Hybrid reprezinta o abordare noua pentru motorul rotativ. Acest model beneficiaza de un motor rotativ cu alimentare combinata pe hidrogen si benzina, dispus transversal, ce dezvolta cu aproximativ 40% mai multa putere decât cel ce echipeaza modelul RX-8 Hydrogen RE, rezultând astfel o performanta mai buna la accelerare. Noul motor pe hidrogen a necesitat si dezvoltarea unui nou sistem hibrid care sa-i faciliteze functionarea. Motorul rotativ pe hidrogen conventional prezenta un cuplu mic si o eficienta scazuta la turatii mici. Noul sistem depasesete aceste neajunsuri si extindeautonomia pentru alimentarea cu hidogen la aproximativ 200 km, de doua ori mai buna decât pentru modelul RX-8.

Mazda a dezvoltat de asemenea un nou tip de motor diesel prin intermediul caruia consumul de combustibil si emisiile de noxe sunt reduse cu pâna la 10%. Prin utilizarea unui sistem common rail cu presiune ridicata a combustibilului si a piezo-injectoarelor a crescut foarte mult eficienta motorului. Pentru noul motor diesel de 2l, în paralel cu folosirea aluminiului au fost reduse dimensiunile si greutatea partilor componente, în scopul obtinerii unei greutati similare cu a versiunii pe benzina. Rezultatul a fost nu doar cresterea performantei, ci si atigerea unui consum mai bun si reducerea zgomotului produs de motor. Motorul este echipat cu o turbina în doua faze care faciliteaza obtinerea unor emisii reduse de CO₂ si a unui consum redus de combustibil. O contributie semnificativa la realizarea performantelor mentionate anterior o are sistemul de catalizare utilizat, care permite atât o ardere mai buna a combustibilului, cât si tratarea gazelor ne arse adecvat.

Mzda a mai prezentat la Tokyo si un sistem destinat automobobilelor utilizate cu precadere în oras. Smart Idle Stop System este proiectat astfel încât sa opreasca motorul atunci când acesta se afla la ralanti (la semafor sau în blocajele din traficul cotidian) si sa îl reporneasca automat când exista intentia de deplasare. Sistemul si-a dovedit eficienta reducând consumul de combustibil cu aproximativ 10% în cadrul mai multor teste efectuate în Japonia. Sistemele conventionale de acest tip folosesc un dispozitiv electric pentru a reporni motorul. Spre deosebire de acestea, SISS injecteaza benzina direct în cilindrii motorului în timp ce acesta este oprit. În acest mod, sistemul nu economiseste doar combustibil, ci permite si o repunere în functiune a motorului mai rapida si mai silentioasa, comparativ cu a unui sistem obisnuit.

În anul 2008, înrautatirea climei si campania intensiva în favaoarea protejarii mediului, promovata de politicieni concurenti, precum Al Gore, a redeschis subiectul masinilor cu hidrogen în America. Unii savanti, vazând ca lansarea noului tip de vehicul nu e doar o gluma, s-au grabit sa avertizeze ca exista cai mai simple si mai ieftine.

De pilda, fizicianul Joseph Romm, care a lucrat în ultimii ani la Departamentul Statelor Unite pentru Energie, nu s-a sfiit sa critice public alegerea politicienilor, precizând ca masina cu hidrogen cu celule de combustie este cea mai putin eficienta si cea mai scumpa metoda de a actiona un vehicul.

Când a fost întrebat, totusi, cam încât timp va fi disponibila pe piata de consum, el a raspuns categoric: "Nu în timpul vietii noastre si daca ar fi dupa mine, niciodata. E o prostie."

Producatorii se înghesuie

Nu e prea limpede cine a hotarât ca masina cu celule de combustie pe baza de hidrogen merita sa devina realitate, dar marii producatori de autoturisme s-au luat unul dupa altul si au produs, cu totii, noi modele de masini. Uni mai precauti, au optat pentru actionarea dubla, atât pentru benzina, cât si electrica, prin celule de combustie.

Lista celor care au investit în noua tehnologie este lunga si merita sa fie mentionata, întrucât e greu de crezut ca dupa ce au facut primele modele, vor renunta usor la ideea folosirii lor. Astfel dintre firmele care au produs deja masini cu celule de combustie mentionam: Toyota, Hyundai, BMW, Daimler Chrysler, Ford, General Motors, Honda, Mazda, Nissan, Morgan Motor Company si Volskswagen.

Între ele, singura care a construit si a vândut deja autobuze cu celule de combustie a fost Daimler Chrysler, care a produs masinile Mercedes - Benz Citaro, cumparate de primaria Londrei înca din octombrie 2005.

În anul 2007, înca trei mari uzine de utobuze au lansat linii de fabricatii pentru masinile de hidrogen: Thor Industries, Irisbus si Fuel Cell Bus Club.

Doua probleme grave:

Dincolo de costurile, pe care omenirea este gata sa le plateasca pentru a reduce poluarea, mai ramân doar doua mari impedimente.

Primul ar fi gerul, întrucât toate celulele cu combustie produc, în loc de gaze toxice, aburi de apa, care pot îngheta în timpul iernilor deosebit de friguroase, blocând în acest fel producerea curentului electric. Solutia propusa: acumularea de rezerve, pentru urgente.

Al doilea impediment ar fi lipsa statiilor de hidrogen pe drumurile publice, care s-ar putea rezolva prin statii duble, de carburanti traditionali si hidrogen, asa cum încarca Norvegia.

Se estimeaza ca înlocuirea vehiculelor clasice cu cele pe baza de hidrogen va consta aproximativ un trilion de dolari, numai în Statele Unite.

Primele statii de hidrogen în Norvegia.

O statie de petrol a companiei Statoil, din orasul norvegian Forus, a fost echipata si cu o pompa de hidrogen, înca din august 2007. Masinile care au buteliile de hidrogen goale pot oprii la aceasta statie exact ca la o pompa de benzina si se pot alimenta cu hidrogen lichid, printr-o instalatie speciala de presurizare. Patronii spun ca la început aveau doar trei patru clienti pe zi, dar acum numarul lor a crescut  deja de câteva zeci de ori. Norvegienii s-au aratat foarte interesati de noile tehnologii.

Desi în aceasta tara nu exista un producator local de autoturisme cu motoare pe baza de hidrogen, norvegienii au adoptat modelul japonez Toyota Higlander FCHV. Pe 5 iulie 2007, compania Statoil a mai deschis înca patru pompe de hidrogen, pe coasta de sud a Norvegiei. Programul prevede crearea unui lant continuu de statii de hidrogen, între Oslo si Stavanger, aflate la cel mult 570 de kilometri una de alta, întrucât un rezervor de hidrogen este suficient penrtu 600 de kilometri de drum.

La realizarea acestui proiect, numit  HyNor (de la " Hydrogen for Norvegia"), participa acum 40 de corporatii partenere. În 2008, se vor deschide primele statii de hidrogen si în capitala tarii, Oslo.

Un biolog italian, Luigi Galavani, care studia anatomia batracienilor, a descoperit ca broastele moarte pe care le diseca se contractau atunci când le atingea cu bisturiul sau. Era anul 1786, iar Galvani a fost pus în încurcatura privind natura acestui fenomen si cauzele lui. Raspunsul a fost dat în anul 1790, de omul de stiinta italian Alessandro Volta.

Picioarele broastelor se contractasera deoarece lichidele din interiorul lor reactionau la contactul cu doua metale diferite: alama (din lamelele cu care era prinsa broasca pe masa de studiu) si fierul (din otelul bisturiului). Aceasta combinatie forma o pila electrica simpla (corpul broastei fiind un soi de electrolit  între cele doua metale), iar curentul produs de pila contracta muschii picioarelor batracianului.

Volta a facut apoi o pila electrica punând o hârtie umeda între discuri de cupru si zinc, iar mai târziu a inventat prima baterie din lume, care era formata dintr-o coloana de pile electrice facute din placi de zinc si de argint, cu separatoare de hârtie îmbibate în apa sarata.

Dupa Volta, s-au inventat multe forme de pile electrice. Celulele de combustie functioneaza oarecum similar pilei electrice, transformând energia chimica a reactiei de ardere în energie electrica. Ele produc electricitate prin eliberarea combustibilului (în cazul nostru hidrogen) la anod si a oxidantului (aer care contine oxigen în proportie de 20%) la catod.

Cele doua gaze, hidrogenul si oxigenul din aer, se combina (spunem ca hidrogenul arde) în prezenta unui electrolit. În timpul reactiei, între cei doi electrozi apare o diferenta de potential, adica se produce electricitate. Apa rezultata din reactie, fiind sub forma de vapori, se elimina de la sine, lasând electrolitul curat si gata pentru o noua reactie.

În celulele de combustie se introduce hidrogen de fiecare data când se foloseste electricitatea, pentru ca ele stocheaza energia electrica produsa, asa cum fac de regula bateriile. O alta deosebire fata de baterii este faptul ca cei doi electrozi, anodul si catodul, nu se consuma si ramân stabili.

Celulele de combustie pot functiona si cu alcool, dar atunci, în afara de vapori de apa, rezulta si o cantitate mica de bioxid de carbon, mult mai redusa decât daca s-ar arde benzina.

Mecanismul intim al producerii curentului.

Sa spui ca în timpul reactiei dintre hidrogen si oxigen rezulta altceva decât energie calorica si apa ar fi doar o aberatie chimica. Azi totusi oamenii de stiinta au reusit sa creeze o grupa întreaga de polimeri, permeabili fata de trecerea protonilor, pe care îi folosesc ca electroliti în celulele de combustie. Scopul izolarii protonilor este dorinta de a-i "determina" pe electroni sa faca mai întâi "un ocol" înainte de a participa la reactia de ardere. Polimeriise plaseaza între cele doua placi: catod si anod.

Molecula de hidrogen ajunsa la anod se disociaza în prezenta unui catalizator din platina în protoni si electroni. Protonii trec prin membrana si ajung la oxigen, în timp ce electronii sunt dirijati mai întâi printr-un fir, în afara celulei, unde parcurg un circuit electric, si abia apoi ajung la catod, unde participa la finalizarea moleculei de apa. Asa se produce curent electric cu ajutorul celulelor de combustie.

 

Folosind mecanismul descris mai sus, ingineriiau creat primele masini care nu polueaza deloc.

Ele sunt alimentate cu hidrogen din niste butelii, plasate sub bancheta din spate, iar motorul care învârte rotile este electric si este plasat sub capota, ca majoritatea motoarelor. La mijloc, sub podea, se afla bateria de celule de combustie, adica "centrala electrica" a masinii. Toate masinile care poarta inscriptia "Fuel Cell" se bazeaza pe acest sistem, dar, de regula, nu ard hidrogen, care este foarte scump, ci etanol produs din cereale (un fel de tuica cu gust prost).

Israelienii vor avea o retea de alimentare a bateriilor folosite de masinile ecologice. Grupul Renault - Nissan Motor va transforma în curând Israelul într-o pista de lansare la drum lung a automobilului electric.

Aventura în care se hzardeaza Renault se dovedeste incitanta si pentru guvernul de la ierusalim, care este dispus sa investeasca, pentru început, 200 milioane de dolari în infrastructura necesara punerii în circulatie a masinilor ecologice. Vehiculele vor fi echipate cu baterii de litiu si vor intra pe piata israelita în 2011.

Automobilul electric va devenii în curând un fenomen de masa. Cel putin asa sustin constructorii de automobile de la Renault, care spun ca este pentru prima oara când s-a pus la punct un sistem complet pentru ca acest proiect sa ajunga la soroc.

Statul israelian ofera avantaje fiscale, un operator care va pune în functiune un sistem de încarcare a bateriilor si un constructor care va crea un autovehicul menit sa îndeplineasca un anumit set de cerinte.

Cei trei parteneri sunt convinsi ca vor câstiga pariul, deoarece Israelul este locul ideal pentru o astfel de încercare. Constructorii francezi vor sa vânda în Israel între 10000 si 20000 de masini electrice anual.

Pretul petrolului care se afla într-o continua crestere si ultimele reglementari internationale cu privire la protectia mediului le dau sperante mari celor de la Renault. Ei sunt siguri ca prototipul lor va cuceri în scurt timp soselele lumii.

Un milion de kilometrii fara reparatii.

Numarul autovehiculelor ecologice care se afla în circulatie pe drumurile internationale este, cu siguranta, mult mai mic decât cel prevazut initial. Azi totusi, aceasta masina, care nu emite noxe, continua sa reprezinte solutia pe termen lung, deoarece va costa mai putin, iar pretul energiei necesare pentru a o conduce va fi infim fata de pretul benzinei. Masina electrica prezinta si alte avantaje seducatoare.

Este mult mai simplu de întretinut, iar motorul sau poate sa reziste pâna la un milion de kilometrii fara reparatii majore. În conditii optime, drumuri fara denivelari, trafic normal si o corecta gestionare a bateriei, automobilul ecologic poate sa parcurga 50 de kilometri cu baterii de plumb, între 80 si 100 de kilometri cu baterii de nichel - cadmiu, iar bateriile pe baza de litiu îi confera o autonomie de pâna la 200 de kilometri. Vehiculele rutiere electrice au vazut lumina zilei la începutul secolului XX, iar primul prototip a atins o viteza de 100 de kilometri pe ora.

soferii vor primii factura ca la mobil.

În politica de mediu dusa de Israel este inclusa si "viziunea verde" a lui Peres care, pâna acum, a încurajat investitii masive si în panourile solare. "Israelul nu poate avea o economie înfloritoare daca nu este receptiv la ideile noi, cum ar fi, de exemplu, folosirea pe scara larga a masinii electrice", a spus presedintele Peres cu ocazia încheierii contractului cu Renault. Vânzarea transportului electric, propusa de antreprenorul de software, israelianul Shai Agassi, va functiona dupa modelul adoptat de dealerii de telefonie mobila.

Partea de hard, adica masina, va fi subventionata, iar cumparatorii vor plati lunar o indemnizatie de deplasare, în acest caz kilometrii fiind taxati asa cum sunt taxate minutele în cazul facturii emise pentru telefonul mobil. Pretul nu va fi fluctuant, iar cresterile repetate si uneori, alarmante ale pretului la benzina vor fidate uitarii.

"Plinul" va putea fi facut fara probleme în cazul masinilor electrice, di momentul în care va fi creata o retea de reîncarcare a bateriilor. La "pompa" însa nu se va mai livra benzina, ci baterii pe baza de litiu sau energie electrica.

Israelul este terenul ideal pentru a experimenta aceasta noua tehnologie, sustin producatorii. Este o tara mica în care circula aproximativ un milion de masini, iar 90% din populatie parcurge mai putin de 70 de kilometri pe zi. Bateria pe baza de litiu care va "hrani" noul automobil ecologic îi va permite acestuia o autonomie de 100 de kilometri în oras.

Modelul ecologic al celor de la Renault va fi asamblat pe caroserie Kangoo sau Megane si va avea performantele unui motor termic de 1,6 litri. Modelul economic va beneficia de un abonament lunar.

Cumparatorul va fi proprietarul masinii, dar va închiria bateria pe care va putea sa o încarce sau sa o schimbe într-o retea formata din 500 000 de statii aflate pe teritoriul israelian. Costul lunar al reîncarcarii bateriei va fi, pentru un automobilist, de 60 de dolari pe luna, în comparatie cu consumul lunar mediu al unui automobilist obisnuit care , în Israel se ridica la 200 de dolari! Bateria pe baza de litiu este considerata cea mai performanta în materie de stocare a electricitatii si va fi folosita pentru alimentarea noilor automobile ecologice din Israel, produse de francezi.

Masinile sunt silentioase, iar pasagerii sunt scutiti de vibratiile pe care le produc, în timpul mersului, automobilele obisnuite. Cu toate avantajele pe care le prezinta autovehiculele electrice, exista si voci care sustin ca în aceasta afacere exista si puncte nevralgice. Din punct de vedere tehnic, încarcarea bateriilor nu se poate face fara pierderi.

Acestea sunt reprezentate de nivelul randamentului dat de centrala electrica, de scurgerile de energie înregistrate în timpul transportului pâna la beneficiar sau de ranadamentul motorului electric. Toti acesti factori contribuie la reducerea eficientei energetice.

Bateriile sunt grele, fapt care conduce la un consum mai mare de energie în timpul deplasarii autovehiculului. Contin metale grele, în mare parte toxice, iar reciclarea lor ridica probleme. Iar daca aceste baterii sunt încarcate cu energie nucleara, vehiculele electrice devin, la rândul lor, responsabiel de efectele nocive ale industriei atomice.