Οι κινητήρες diesel είναι εξαιρετικά αποδοτικοί, παράγοντας αρκετά μεγάλη ροπή, αλλά παράγουν επίσης πολύ υψηλά επίπεδα εκπομπών NOx, σωματίδια αιθάλης και άλλα σωματιδίων που είναι επιβλαβή για το περιβάλλον και τους ανθρώπους. Ειδικά μετά το Dieselgate έχει ξεκινήσει ένας πόλεμος δαιμονοποιήσης τους, με αρκετές χώρες και πόλεις να έχουν απαγορεύσει την κυκλοφορία ή σκοπεύουν να απαγορεύσουν την κυκλοφορία τους, ειδικά στα οχήματα με κινητήρες diesel τεχνολογίας Euro 5 και παλαιότερα.

1

Ωστόσο, μια ομάδα επιστημόνων του τμήματος Combustion Research του Sandia National Laboratories των ΗΠΑ, υπόσχεται πως έχει βρει τον τρόπο να μειώσει δραστικά τους ρύπους των diesel κινητήρων, καθιστώντας τους βιώσιμους.

Η ανακάλυψη έγκειται στον σχεδιασμό του μπεκ ψεκασμού του καυσίμου, με τους επιστήμονες να ονομάζουν την τεχνολογία τους Ducted Fuel Injection (DFI). Το ιδιαίτερο αυτό σύστημα ψεκασμού, αντί να ψεκάζει καύσιμο απευθείας στον θάλαμο καύσης, διαθέτει αγωγούς ακριβώς έξω από τα ανοίγματα των μπεκ ψεκασμού του καυσίμου. Οι αγωγοί αυτοί είναι έτσι διαμορφωμένοι ώστε καθώς το καύσιμο ψεκάζεται μέσα τους, ο αέρας να απορροφάται από το πίσω μέρος των αγωγών. Αέρας και καύσιμο αναμιγνύονται καλύτερα και επιτυγχάνεται καλύτερη αναλογία αέρα-καυσίμου, κάτι που έχει ως αποτέλεσμα την καθαρότερη καύση.

2

Credit: George Retseck

Οι επιστήμονες αναφέρουν πως τα συστήματα ψεκασμού των παραδοσιακών diesel κινητήρων που υπάρχουν σήμερα στην αγορά, ψεκάζουν από 2 έως 10 φορές περισσότερο καύσιμο από αυτό που απαιτείται για την πλήρη καύση. Όσο μεγαλύτερη είναι η περίσσεια καυσίμου σε υψηλή θερμοκρασία, τόσο περισσότερη αιθάλη παράγεται.

Στη πραγματικότητα, οι επιστήμονες ισχυρίζονται πως με την τεχνολογία τους, η αιθάλη που παράγεται μπορεί να μειωθεί από 50% έως 100%, ανάλογα τις στροφές και την ισχύ που παράγει τη συγκεκριμένη στιγμή ο κινητήρας, Η αιθάλη είναι ακάθαρτα σωματίδια άνθρακα που προκύπτουν από την ατελή καύση των υδρογονανθράκων. Σε αυστηρό ορισμό προκύπτει από την καύση αερίων αλλά ο ορισμός αυτός έχει επεκταθεί ώστε να συμπεριλάβει και υπολειμματικά σωματίδια από πυρολυμένο καύσιμο όπως γαιάνθρακες, κάρβουνα, πετρελαίου και ούτω καθ’ εξής.

Από μόνη της η μείωση της αιθάλης είναι αρκετά εντυπωσιακή, αλλά το ιδιαίτερο αυτό σύστημα ψεκασμού προσφέρει πολύ περισσότερα οφέλη. Όπως εξηγούν οι δημιουργοί του, οι κατασκευαστές κινητήρων diesel έχουν να αντιμετωπίσουν το πρόβλημα όπου η μείωση της αιθάλης μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση των εκπομπών NOx και αντίστροφα. Ωστόσο, με το δικό τους σύστημα ψεκασμού που εξαλείφει έως και 100% την παραγωγή της αιθάλης, οι κατασκευαστές θα μπορούσαν να επικεντρωθούν στο να βρουν τρόπους να εξαλείψουν τις εκπομπές NOx στη διαδικασία καύσης. Ο Charles Mueller, επικεφαλής της ομάδας επιστημόνων, είπε πως κατά τις δοκιμές τους έχουν παρατηρήσει μείωση και στις εκπομπές NOx (οξείδια του αζώτου), λόγω των χαμηλών θερμοκρασιών.

3

Η συγκεκριμένη τεχνολογία, εκτός του ότι κάνει καλό στο περιβάλλον, αφού δημιουργεί πολύ λιγότερη έως και καθόλου αιθάλη, θα μπορούσε να επιτρέψει στις αυτοκινητοβιομηχανίες και στους άλλους κατασκευαστές κινητήρων diesel να σταματήσουν να βασίζονται στα ακριβά και πολύπλοκα συστήματα ψεκασμού ουρίας, προκειμένου να μειώσουν τις εκπομπές ρύπων των κινητήρων τους. Παράλληλα, αυτή η τεχνολογία ψεκασμού προσφέρει μικρά κέρδη και σε ότι έχει να κάνει με την κατανάλωση καυσίμου.

Και τα οφέλη δεν σταματούν εδώ, μιας και το σύστημα ελέγχου των εκπομπών ρύπων είναι ενσωματωμένο στο μπεκ ψεκασμού του καυσίμου. Οι επιστήμονες τονίζουν πως η τεχνολογία τους θα μπορούσε να τοποθετηθεί ακόμη και σε υπάρχοντες diesel κινητήρες που χρησιμοποιούνται σε πλοία, σε τρένα, όπως και σε σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, προσφέροντας άμεσα σημαντικά οφέλη σε ότι έχει να κάνει με τις εκπομπές ρύπων.

Η παραγωγή του συστήματος είναι οικονομική, προσιτή και εύκολη, αφού μπορεί να κατασκευαστεί από υλικά χαμηλού κόστους, ενώ δεν υπάρχουν άλλα κινούμενα μέρη ή υγρά που πρέπει να ληφθούν υπόψη.