انتشار آلودگی
استفاده از موتور درون سوز و مخصوصا نوع رفت و برگشتی میزان زیادی از آلودگی را به دلیل سوخت ناقص و تولید منواکسید کربن، انتشار دوده، اکسید نیتروژن، اکسید سولفور و برخی از هیدروکربنهای باقیمانده (متناسب با شرایط عملیاتی و نسبت سوخت به هوا) در پی دارد.
گرچه بهتر است هوای بیشتری از نسبت استوکیومتری به سیلندر وارد شود تا سوخت فسیلی کامل بسوزد، این امر باعث هدررفت گرما و کاهش بازده حرارتی میگردد. همچنین شعلهی حاصل نیز توسط دیوارهی نسبتا سرد سیلندر تضعیف میشود.
موتورهای دیزلی نیز آلودگیهای مخصوص به خود را دارند. این آلودگیها شامل ذرات ریز با اندازه زیر ۱۰ میکرون (PM10) هستند که به شکل خطرناکی وارد عمق سیستم تنفسی میشوند.
موتورهایی که با LPG کار میکنند البته بسیار تمیز و عاری از ترکیبات سولفور یا سرب هستند. دانستن نکات زیر در رابطه با انتشار آلودگی از موتور درونسوز خالی از لطف نیست.
- سوختهای حاوی سولفور یا گوگرد منجر به تولید اکسید گوگرد (SOx) یا سولفور میشوند که باران اسیدی یکی از نتایج مخرب آن است.
- دمای بالای سوختن منجر به تولید بیشتر اکسید نیتروژن (NOx) میگردد که تهدیدی برای سلامت انسان و حیوان به شمار میرود.
- با سوزاندن سوختهای فسیلی مقدار زیادی دی اکسید کربن منتشر میگردد. البته اگر از سوختهای گیاهی در موتور استفاده شود، میزان انتشار این گاز در واقع صفر خواهد بود. چرا که گیاه مورد استفاده برای تولید سوخت در طول عمر خود، میزان بیشتری از دی اکسید کربن را از هوا جذب کرده است.
- سوزاندن هیدروژن تنها آب تولید میکند. البته اگر از هوا به عنوان اکسید کننده استفاده شود، اکسید نیتروژن نیز تولید میگردد.
بیشتر بخوانید : آشنایی با پیشینه موتور درونسوز ( احتراق داخلی )
- چگونگی بازده موتور درون سوز
بازده موتور درون سوز
این موتورها میزان بازده متفاوتی از خود نشان میدهند. سیستمهای بنزینی حتی با کمک «توربوشارژرها» (turbochargers) و فناوریهای دیگر تنها حدود ۲۰ درصد بازده دارند. بیشتر این موتورها حدود ۳۶ درصد از انرژی گرمایی را از طریق سیستم خنک کننده و ۳۸ درصد آن را از طریق دود خروجی هدر میدهند. حدود شش درصد نیز به دلیل اصطکاک از بین میرود. بسیاری از مهندسان تلاش کردهاند تا بازده موتور درون سوز را بالا ببرند اما موفقیت چندانی حاصل نشده است.
«پاشش سوخت هیدروژن» (Hydrogen Fuel Injection) یا به اختصار HFI روشی است که باعث افزایش بازده سوخت در موتور میگردد. این روش منجر به افزایش بهرهی اقتصادی بین ۱۵ تا ۵۰ درصد شده است.
مقدار کمی هیدروژن همراه با مخلوط سوخت و هوا منجر به افزایش عدد اکتان و سرعت شعله میگردد. این امر به موتور اجازه میدهد تا در یک زمانبندی مناسب، ضریب انبساط بیشتر و مخلوط رقیقتر هوا و سوخت کار کند. نتیجه ایجاد توان بیشتر و آلودگی کمتر خواهد بود. برخی از این سیستمها از یک «الکترولایزر» (electrolyzer) برای تأمین هیدروژن استفاده میکنند. در برخی دیگر از موتورها نیز مخزن هیدروژن تعبیه شده است که نیاز به شارژ مجدد دارد.
البته اخیرا مطالعاتی در مورد نوع جدیدی از موتور درونسوز مانند «Scuderi Split Cycle Engine» شده است. این موتور مخلوط سوخت و هوا را تا فشار ۱۳۷ بار فشرده میکند و احتراق بعد از نقطهی مرگ بالا اتفاق میافتد. چنین موتورهایی شاید به بازده ۵۰ – ۵۵ درصد نیز برسند.