एकल या एचसीसीआई इंजनों में गैसोलीन और डीजल इंजन: भाग 2

एकल या एचसीसीआई इंजनों में गैसोलीन और डीजल इंजन: भाग 2

मज़्दा का कहना है कि वे श्रृंखला में इसका उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति होंगे

गैसोलीन जैसी स्वच्छ गैसों और डीजल ईंधन की दक्षता के साथ। यह आलेख इस बारे में है कि संपीड़न के दौरान सजातीय मिश्रण और ऑटोइग्निशन के साथ एक आदर्श इंजन डिजाइन करते समय क्या होता है। डिजाइनर बस इसे एचसीसीआई कहते हैं।

ज्ञान का संचय

इस तरह की प्रक्रियाओं की मूल बातें सत्तर के दशक में वापस आती हैं, जब जापानी इंजीनियर ओनिशी ने अपनी तकनीक "थर्मोएटमस्फियर में सक्रिय दहन" विकसित की थी। वर्ष 1979 दूसरे तेल संकट और पहले गंभीर कानूनी पर्यावरण प्रतिबंधों की अवधि है, और इंजीनियर का लक्ष्य इन आवश्यकताओं के अनुरूप उस समय दो स्ट्रोक वाली मोटरसाइकिलों को व्यापक रूप से लाना है। यह ज्ञात है कि दो-स्ट्रोक इकाइयों के सिलेंडरों में कम और आंशिक भार के मोड में, बड़ी मात्रा में निकास गैस को बरकरार रखा जाता है, और जापानी डिजाइनर का विचार एक दहन प्रक्रिया बनाकर इसके नुकसान को फायदे में बदलना है जिसमें अवशिष्ट गैस और उच्च ईंधन तापमान उपयोगी काम के लिए एक मिश्रण हैं ...

पहली बार, ओनिशी टीम के इंजीनियरों ने अपने आप में लगभग एक क्रांतिकारी तकनीक को लागू करने में सक्षम किया है, एक सहज दहन प्रक्रिया को ट्रिगर किया है जो वास्तव में निकास उत्सर्जन को सफलतापूर्वक कम कर दिया है। हालांकि, उन्होंने इंजन दक्षता में भी महत्वपूर्ण सुधार पाया और विकास की प्रस्तुति के तुरंत बाद, इसी तरह की प्रक्रियाओं का प्रदर्शन किया गया। टोयोटा, मित्सुबिशी और होंडा. प्रोटोटाइप में ईंधन की कम खपत, उत्सर्जन और उत्सर्जन में बेहद चिकनी लेकिन उच्च गति वाले दहन से डिजाइनर चकित हैं। 1983 में, आत्म-इग्निशन के साथ चार-स्ट्रोक इंजनों की पहली प्रयोगशाला के नमूने दिखाई दिए, जिसमें विभिन्न ऑपरेटिंग मोड में प्रक्रियाओं का नियंत्रण इस तथ्य के कारण संभव है कि उपयोग किए जाने वाले ईंधन में घटकों की रासायनिक संरचना और अनुपात बिल्कुल ज्ञात हैं। हालांकि, इन प्रक्रियाओं का विश्लेषण कुछ आदिम है, क्योंकि यह इस धारणा पर आधारित है कि इस प्रकार के इंजन में रासायनिक प्रक्रियाओं के कैनेटीक्स के कारण प्रदर्शन किया जाता है, और मिश्रण और अशांति के रूप में ऐसी भौतिक घटनाएं महत्वहीन हैं। यह 80 के दशक में था कि कक्ष में ईंधन और वायु घटकों के दबाव, तापमान और एकाग्रता पर आधारित प्रक्रियाओं के पहले विश्लेषणात्मक मॉडल की नींव रखी गई थी। डिजाइनर इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि इस प्रकार के इंजन के संचालन को दो मुख्य भागों में विभाजित किया जा सकता है - इग्निशन और वॉल्यूमेट्रिक एनर्जी रिलीज़। शोध के परिणामों के विश्लेषण से पता चलता है कि आत्म-इग्निशन की शुरुआत उसी कम-तापमान प्रारंभिक रासायनिक प्रक्रियाओं (पेरोक्साइड के गठन के साथ 700 डिग्री से नीचे) द्वारा की जाती है, जो गैसोलीन इंजन में हानिकारक विस्फोट विस्फोट के लिए जिम्मेदार हैं, और मुख्य ऊर्जा रिलीज की प्रक्रियाएं उच्च तापमान हैं। और इस सशर्त तापमान सीमा से ऊपर किया जाता है।

यह स्पष्ट है कि काम को तापमान और दबाव के प्रभाव में प्रभारी के रासायनिक संरचना और संरचना में परिवर्तन के परिणामों के अध्ययन और अध्ययन पर केंद्रित होना चाहिए। इन मोड में अधिकतम लोड पर ठंड शुरू और संचालन को नियंत्रित करने में असमर्थता के कारण, इंजीनियरों ने स्पार्क प्लग का उपयोग करने का सहारा लिया है। व्यावहारिक परीक्षण भी सैद्धांतिक प्रस्ताव की पुष्टि करते हैं कि डीजल ईंधन के साथ काम करते समय दक्षता कम होती है, क्योंकि संपीड़न अनुपात अपेक्षाकृत कम होना चाहिए, और उच्च संपीड़न पर, ऑटो-इग्निशन प्रक्रिया बहुत जल्दी होती है। संपीड़न स्ट्रोक। इसी समय, यह पता चला है कि डीजल ईंधन का उपयोग करते समय, डीजल ईंधन के ज्वलनशील अंशों के वाष्पीकरण के साथ समस्याएं उत्पन्न होती हैं, और यह कि उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन की तुलना में उनकी पूर्व-ज्वाला रासायनिक प्रतिक्रियाएं अधिक स्पष्ट हैं। और एक और बहुत महत्वपूर्ण बिंदु - यह पता चला है कि एचसीसीआई इंजन सिलेंडरों में संगत दुबला मिश्रणों में 50% तक अवशिष्ट गैसों के साथ समस्याओं के बिना काम करते हैं। इस सब से यह इस प्रकार है कि गैसोलीन इस प्रकार की इकाइयों में काम करने के लिए अधिक उपयुक्त हैं और विकास इस दिशा में सटीक रूप से निर्देशित है।

वास्तविक ऑटो उद्योग के करीब पहले इंजन, जिसमें इन प्रक्रियाओं को सफलतापूर्वक अभ्यास में लागू किया गया था, 1,6 में VW 1992-लीटर इंजन को संशोधित किया गया था। उनकी मदद से, वोल्फ्सबर्ग के डिजाइनर आंशिक भार में 34% तक दक्षता बढ़ाने में सक्षम थे। थोड़े समय बाद, 1996 में, HCCI इंजन की एक गैसोलीन और प्रत्यक्ष इंजेक्शन डीजल इंजन से प्रत्यक्ष तुलना में पता चला कि HCCI इंजनों ने महंगे इंजेक्शन प्रणालियों की आवश्यकता के बिना सबसे कम ईंधन की खपत और NOx उत्सर्जन दिखाया। ईंधन पर।

आज क्या चल रहा है

आज, नीचे के निर्देशों के बावजूद, जीएम ने एचसीसीआई इंजन विकसित करना जारी रखा है, और कंपनी का मानना ​​है कि इस प्रकार के वाहन गैसोलीन इंजन को बेहतर बनाने में मदद करेंगे। यह मज़्दा इंजीनियरों की राय है, लेकिन हम उनके बारे में अगले अंक में बात करेंगे। Sandia National Laboratories, GM के साथ मिलकर काम कर रहा है, वर्तमान में एक नए वर्कफ़्लो को परिष्कृत कर रहा है, जो HCCI का एक प्रकार है। डेवलपर्स इसे "कम तापमान वाले गैसोलीन दहन" के लिए LTGC कहते हैं। चूंकि पिछले डिजाइनों में, एचसीसीआई मोड एक सीमित संकीर्ण सीमा तक सीमित हैं और आकार में कमी के लिए आधुनिक मशीनों पर अधिक लाभ नहीं है, वैज्ञानिकों ने वैसे भी मिश्रण का स्तरीकरण करने का फैसला किया। दूसरे शब्दों में, ठीक नियंत्रित गरीब और समृद्ध क्षेत्रों को बनाने के लिए, लेकिन अधिक डीजल के विपरीत। सदी के मोड़ पर घटनाओं से पता चला कि हाइड्रोकार्बन और सीओ-सीओ 2 के ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को पूरा करने के लिए ऑपरेटिंग तापमान अक्सर अपर्याप्त होते हैं। जब मिश्रण समृद्ध और कम हो जाता है, तो समस्या समाप्त हो जाती है, क्योंकि दहन प्रक्रिया के दौरान इसका तापमान बढ़ जाता है। हालांकि, यह नाइट्रोजन ऑक्साइड के गठन को शुरू नहीं करने के लिए काफी कम है। सदी के मोड़ पर, डिजाइनरों ने अभी भी माना कि HCCI एक डीजल इंजन के लिए कम तापमान का विकल्प था जो नाइट्रोजन ऑक्साइड उत्पन्न नहीं करता था। हालाँकि, वे नई LTGC प्रक्रिया में भी नहीं बनाए गए हैं। गैसोलीन का उपयोग इस उद्देश्य के लिए भी किया जाता है, जैसा कि मूल जीएम प्रोटोटाइप में है, क्योंकि इसमें वाष्पीकरण का कम तापमान (और हवा के साथ बेहतर मिश्रण) होता है, लेकिन उच्च ऑटोइग्निशन तापमान होता है। लैब डिजाइनरों के अनुसार, एलटीजीसी और स्पार्क इग्निशन के संयोजन से अधिक प्रतिकूल और मुश्किल-से-नियंत्रण मोड, जैसे कि पूर्ण लोड, उन मशीनों को जन्म देगा जो मौजूदा डाउनसाइजिंग इकाइयों की तुलना में बहुत अधिक कुशल हैं। डेल्फी ऑटोमोटिव एक समान संपीड़न इग्निशन प्रक्रिया विकसित कर रहा है। वे अपने डिजाइन GDCI को "संपीड़न इग्निशन डायरेक्ट गैसोलीन इंजेक्शन" (गैसोलीन डायरेक्ट इंजेक्शन और संपीड़न इग्निशन) से बुलाते हैं, जो दहन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए दुबला और समृद्ध संचालन भी प्रदान करता है। डेल्फी में, यह जटिल इंजेक्शन गतिशीलता के साथ इंजेक्टरों का उपयोग करके किया जाता है, ताकि कमी और संवर्धन के बावजूद, एक पूरे के रूप में मिश्रण पर्याप्त रूप से दुबला न बने और नॉट बनाने के लिए पर्याप्त तापमान न हो। डिजाइनर मिश्रण के विभिन्न हिस्सों को नियंत्रित करते हैं ताकि वे अलग-अलग समय पर जलें। यह जटिल प्रक्रिया डीजल ईंधन से मिलती है, CO2 उत्सर्जन कम है और NOx का गठन नगण्य है। डेल्फी ने अमेरिकी सरकार से कम से कम 4 साल का वित्त पोषण प्रदान किया, और जैसे निर्माताओं से ब्याज हुंडई उनके विकास का मतलब है कि वे नहीं रुकेंगे।

चलिए याद करते हैं Disotto

Untertürkheim में डेमलर इंजन रिसर्च लैब्स में डिजाइनरों के विकास को डायसोटोप कहा जाता है और प्रारंभ में और अधिकतम लोड मोड क्लासिक गैसोलीन इंजन की तरह काम करता है, जो प्रत्यक्ष इंजेक्शन और कैस्केड टर्बोचार्जिंग के सभी लाभों का लाभ उठाता है। हालांकि, एक चक्र के दौरान कम और मध्यम गति और भार पर, इलेक्ट्रॉनिक्स इग्निशन सिस्टम को बंद कर देता है और स्व-इग्निशन मोड नियंत्रण मोड पर स्विच करता है। इस मामले में, निकास वाल्व के चरण मौलिक रूप से उनके चरित्र को बदलते हैं। वे सामान्य से बहुत कम समय में खुलते हैं, और काफी कम स्ट्रोक के साथ - इसलिए केवल आधा निकास गैसें दहन कक्ष को छोड़ देती हैं, और शेष जानबूझकर सिलेंडर में फंस जाती हैं, जिसमें अधिकांश गर्मी शामिल होती है। कक्षों में एक उच्च तापमान प्राप्त करने के लिए, इंजेक्टर ईंधन के एक छोटे हिस्से को इंजेक्ट करते हैं, जो प्रज्वलित नहीं करता है, लेकिन गर्म गैसों के साथ प्रतिक्रिया करता है। बाद के सेवन स्ट्रोक के दौरान, ईंधन की एक नई खुराक को प्रत्येक सिलेंडर में ठीक से पैमाइश मात्रा में इंजेक्ट किया जाता है। इंटेक वाल्व एक छोटे से स्ट्रोक के साथ थोड़े समय के लिए खुलता है और सिलेंडर में प्रवेश करने के लिए ताजी हवा की एक सटीक मापी गई मात्रा की अनुमति देता है और मौजूदा गैसों के साथ मिश्रित गैसों के उच्च अनुपात के साथ एक दुबला मिश्रण प्राप्त करने की अनुमति देता है। इसके बाद एक संपीड़न स्ट्रोक होता है, जिस पर मिश्रण का तापमान ऑटोइग्निशन के क्षण तक बढ़ता रहता है। समय पर ईंधन, ताजी हवा और निकास गैसों की मात्रा के सटीक नियंत्रण के माध्यम से, सिलेंडर में दबाव को मापने वाले निरंतर जानकारी और एक सनकी तंत्र का उपयोग करके संपीड़न अनुपात को तुरंत बदल सकने वाली प्रणाली से सटीक रूप से समय प्राप्त किया जाता है। क्रैंकशाफ्ट की स्थिति को बदलना। वैसे, विचाराधीन प्रणाली का संचालन एचसीसीआई मोड तक सीमित नहीं है।

इन सभी जटिल कार्यों को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है जो पारंपरिक आंतरिक दहन इंजनों की तरह पूर्वनिर्धारित एल्गोरिदम के सामान्य सेट पर निर्भर नहीं करते हैं, लेकिन सेंसर से प्राप्त आंकड़ों के अनुसार प्रदर्शन को वास्तविक समय में बदलने की अनुमति देता है। कार्य कठिन है, लेकिन परिणाम इसके लायक है - 238 hp। 1,8-लीटर Diesotto ने S700 वर्ग के 2 G / किमी के उत्सर्जन के साथ F127 अवधारणा की गारंटी दी और सख्त यूरो 6 निर्देशों को पूरा किया।

पाठ: जॉर्जी कोल्लेव

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