गैसोलीन इंजन: फर्स्टबोर्न दंगा

गैसोलीन इंजन: फर्स्टबोर्न दंगा

उस रास्ते के बारे में एक कहानी जो गैसोलीन इंजन ने पिछले 20 वर्षों में यात्रा की है

"डाउनसाइज़िंग" शब्द को गढ़ा जाने से पहले, डिजाइनरों ने सोचा था कि गैसोलीन इंजन की दक्षता समस्याओं का एक (कम से कम आंशिक) समाधान इसे दुबला चलाने के लिए था। उपरांत बीएमडब्ल्यू और मर्सीडिज़ एक स्प्रे के साथ आधुनिक इंजेक्शन प्रणाली के साथ क्रमशः एन 53 और ई 35 में अपनी वायुमंडलीय भरने वाली इकाइयां बनाई गईं, जो सबसे अच्छा समाधान नहीं थे। इसे टर्बोचार्जिंग, प्रत्यक्ष इंजेक्शन, कम विस्थापन और सिलेंडरों की कम संख्या का संयोजन माना जाता था। फिर भी यह इन बाइक्स पर तकनीक का हिस्सा था जिन्हें छोटी बाइक्स पर ले जाया गया था। हालांकि, इससे पहले, गैसोलीन इंजन कई दिलचस्प मेटामोर्फोस से गुजरता था, जिसके बारे में हम आपको बताएंगे।

से आम रेल प्रणाली के निर्माण के साथ फ़िएट और एक डीजल इंजन के विकास, ओटो के निर्माण, सर्वव्यापी डीजल इंजन द्वारा ओवरहैड किया गया लगता है, जो न केवल अधिक ईंधन कुशल है, बल्कि ड्राइव करने के लिए मजेदार भी है। शताब्दी की शुरुआत में, डीजल तकनीक के विकास से एक ऐसी प्रेरणा मिली कि सिर्फ एक दशक में यूरोपीय बाजार में गैसोलीन इंजनों के हिस्से का 23% तक पिघल गया।


वास्तव में, यह कोई नई बात नहीं है। यह समझने के लिए समय में वापस देखने के लिए पर्याप्त है कि कार निर्माण बार-बार राजनीतिक और आर्थिक हितों के लिए एक बलि का बकरा बन गया है, और संकट के क्षणों ने अक्सर प्रौद्योगिकी विकास में निवेश के एक उपयोगी उत्प्रेरक और त्वरक के रूप में काम किया है। विशिष्ट उदाहरण दो विश्व युद्ध हैं, तेल संकट, संयुक्त राज्य अमेरिका, XNUMXs और XNUMXs में स्मॉग और शहरी प्रदूषण के खिलाफ लड़ाई - सभी घटनाएं जो कारों के प्रति सार्वजनिक दृष्टिकोण में नाटकीय बदलाव और कंपनियों के लिए एक प्रोत्साहन का कारण बनीं। इस क्षेत्र में। नई प्रौद्योगिकियों के निर्माण और विकास में अधिक निवेश करें।

आज हम एक ऐसी स्थिति में हैं, जो मोटर वाहन प्रौद्योगिकी के विकास में सबसे गहन अवधियों में से एक है। वर्तमान तकनीकी उत्साह के दिल में कई साल पहले ईंधन की कीमतों में वृद्धि जैसे कारक हैं, और दूसरी ओर, वास्तव में उत्सर्जन में कटौती करने की इच्छा। यहां तक ​​कि ईंधन की कीमतों में गिरावट के साथ, यूरोप में उनका स्तर उच्च कर के बोझ के कारण उच्च रहता है, जिसके साथ वे बोझ होते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड और संबंधित उपाय ईंधन की खपत को कम करने और वैकल्पिक ईंधन और प्रौद्योगिकियों के साथ काम करने के लिए मौजूदा इंजन आधार को अनुकूलित करने के लिए बस इन कारकों का एक व्युत्पन्न है, जो स्पष्ट रूप से महत्व में हीन नहीं है।

लगभग 68 मिलियन कारें और वैन आंतरिक दहन इंजनों (दुर्लभ अपवादों के साथ) का उपयोग करके हाइड्रोकार्बन ईंधन दुनिया भर में सालाना उत्पादित और बेचे जाते हैं। अगर हम वाहन के उपयोग से "ईंधन के कच्चे माल से लेकर उत्पादों को समाप्त करने के लिए ईंधन के सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक अनुपात को कम करते हैं, तो हमें यह निष्कर्ष निकालना चाहिए कि आंतरिक दहन इंजन के सिलेंडरों में हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण की प्रक्रिया से गर्मी, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उत्पादन होता है। बिंदु! सरल और सीधा। दुर्भाग्य से, यह केवल एक सैद्धांतिक रूप से आदर्श मामले की एक सुंदर तस्वीर है जिसका उद्देश्य वास्तविकता में कोई स्थान नहीं है। व्यवहार में, अधिक या कम हानिकारक पदार्थ और यौगिक, जैसे कि कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, शुद्ध कार्बन, और ईंधन के दहन के दौरान जटिल रासायनिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप गठित स्थिर माध्यमिक हाइड्रोकार्बन यौगिक इस प्रक्रिया में शामिल होते हैं। वातावरण में इन उत्सर्जन के अधिकांश प्रभावों को CO2 उत्सर्जन की तुलना में काफी खतरनाक माना जाता है, लेकिन इस बीच, उनके उत्सर्जन को आधुनिक निकास गैस उपचार सुविधाओं द्वारा काफी हद तक नियंत्रित किया जाता है। या हालिया घटनाओं के अनुसार बिल्कुल नहीं।

सरल तर्क से पता चलता है कि कार के ईंधन की खपत को बनाए रखने के दौरान उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को कम किया जा सकता है केवल दहन के दौरान जारी किए गए सभी पदार्थों के बीच अनुपात को बदलकर प्राप्त किया जा सकता है, जो बदले में, ऊर्जा दक्षता में कमी और हानिकारक उत्सर्जन में वृद्धि के बराबर है। बेशक, यह पूरी तरह से अस्वीकार्य है और स्वचालित रूप से असमान निष्कर्ष की ओर जाता है कि सीओ 2 उत्सर्जन को कम करने का एकमात्र समझदार और व्यावहारिक तरीका अधिक ऊर्जा कुशल और इसलिए अधिक ईंधन कुशल कारें बनाना है। इस समीकरण का प्रणोदन पक्ष डिजाइनरों के मुख्य लक्ष्य को परिभाषित करता है - आंतरिक दहन इंजन में अधिक कुशल दहन प्रक्रियाओं को बनाने की क्षमता खोजने के लिए। यह कहा जा रहा है, ऑटोमेकर्स और विधायकों के लक्ष्य आम तौर पर मेल खाते हैं, और परिवर्तन का बोझ वास्तविक कंपनियों के कंधों पर असली नामों के साथ पड़ता है। उन्हें सूचीबद्ध किए बिना, हम ध्यान दें कि मोटर वाहन उद्योग में तकनीकी सफलताओं के कार्यान्वयन में "सामान्य संदिग्ध" कई विशिष्ट ब्रांड हैं जो समान रूप से समृद्ध इतिहास, परंपराओं और तकनीकी क्षमता के साथ उपमहाद्वीपों के साथ मिलकर काम करते हैं।

डीजल इंजन तेजी से विकसित हुआ है और इन क्षेत्रों में तकनीकी प्रगति के परिणामस्वरूप उपयोग की जाने वाली क्षमता के कारण पिछले 15 वर्षों में लोकप्रियता बढ़ रही है।

इस बिंदु पर, डीजल प्रौद्योगिकी का विकास संतृप्ति के एक निश्चित स्तर तक पहुंच गया है।

नई तकनीकों को विकसित करने और लागू करने के लिए आवश्यक धन की मात्रा, जैसे कि 2000 से अधिक बार के इंजेक्शन दबाव के साथ कॉमन रेल दहन संयंत्र, उनके उपयोग के लाभों के साथ एक गैर-रैखिक संबंध में बढ़ना शुरू हो रहा है, और हाल ही में, डिजाइनरों ने पर्यावरणीय पहलुओं पर अधिक ध्यान दिया है और इंजन के शोर को कम किया है। उनकी पहले से ही अभूतपूर्व दक्षता और अर्थव्यवस्था को बढ़ाने में।

यह विकास खोए हुए मुनाफे की भरपाई और गैसोलीन इंजन की ओर से बदला लेने के लिए अच्छे शुरुआती बिंदु प्रदान करता है। वर्तमान में, वह डीजल इंजनों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए पहले से ही स्थापित प्रौद्योगिकियों और प्रणालियों के वित्तीय रूप से आशाजनक अनुकूलन का लाभ उठा सकते हैं, जो पहले से ही उनके निवेश का अवमूल्यन कर चुके हैं और उनकी प्रभावशीलता को साबित करते हैं। इन तकनीकी नवाचारों का क्रमिक परिचय स्वाभाविक रूप से गैसोलीन इंजन की लागत में वृद्धि का कारण बना, लेकिन सिद्धांत और उन में कार्य प्रक्रियाओं की प्रकृति के कारण, किसी भी मामले में, वे डीजल इंजनों की तुलना में बहुत कम रहेंगे। फास्ट माइक्रोप्रोसेसर, पीजोइलेक्ट्रिक इंजेक्टर के विकास और कार्यान्वयन, उच्च दबाव पंपों, टर्बो प्रौद्योगिकियों, लचीले वाल्व समय और वास्तविक समय में दहन कक्षों में रासायनिक प्रक्रियाओं का विश्लेषण करने के लिए गैसोलीन-विशिष्ट तरीकों ने लोगों को ओटो इंजन का अनुभव करने के तरीके को पूरी तरह से बदल दिया है।

हालांकि, इससे पहले, बीएमडब्ल्यू और मर्सिडीज ने स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड, डायरेक्ट इंजेक्शन, लीन-बर्न, पार्ट-लोड गैसोलीन इकाइयों के साथ प्रतिस्पर्धी उत्पादों को बनाने की कोशिश की थी। उनके लिए धन्यवाद, आंतरिक दहन इंजन के सिद्धांत पर पाठ्यपुस्तकों में दशकों से वर्णित प्रक्रियाओं को संबंधित भविष्यवादी तकनीकों के रूप में वास्तविक लाभ के साथ एक वास्तविकता बन गई है। लीन बर्न ने आखिरकार एक ऐसा रूप ले लिया है जो एक गैसोलीन इंजन की दक्षता को डीजल इंजन के करीब लाता है और इससे 20% तक ईंधन की बचत हो सकती है। हालांकि डिजाइनरों द्वारा ये उपलब्धियां निश्चित रूप से हताशा के कारण थीं जो GDI प्रौद्योगिकी की विफलताओं के बाद हताशा के बीच थीं। मित्सुबिशी और पहला मर्सिडीज सीजीआई, जिसमें प्रत्यक्ष इंजेक्शन और लीन-बर्न मोड स्पष्ट रूप से आवश्यक तकनीकी परिपक्वता और सैद्धांतिक स्पष्टता हासिल नहीं करते थे, भी लंबे समय तक नहीं रहे।

प्रत्यक्ष इंजेक्शन के लिए उनका दृष्टिकोण, और विशेष रूप से दुबला-जला प्रक्रियाओं के लिए, मौलिक रूप से अलग था। आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी ने मिश्रण के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है, न केवल इंजन में प्रक्रियाओं के लिए एक नियंत्रण इकाई के रूप में, बल्कि प्रयोगशाला परीक्षणों के विस्तृत विश्लेषण में गति और सटीकता के कारण भी। उनके बिना, और लेजर और ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियों के बिना, जो प्रक्रियाओं को इंजन के दिल में सीधे घुसने और नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं, अविश्वसनीय रूप से सटीक और लचीले इंजेक्शन, मिश्रण और इग्निशन प्रक्रियाएं आज वास्तविकता नहीं होगी। आधुनिक इंजन निर्माण के इन क्षेत्रों में, हम सुरक्षित रूप से क्रांतिकारी सफलताओं की बात कर सकते हैं - यह कोई संयोग नहीं है कि सीमेंस वीडीओ और बॉश द्वारा बनाए गए पीजो इंजेक्टर लगभग एक साथ कई प्रतिष्ठित पुरस्कार और पुरस्कार जीते हैं, और यह कोई संयोग नहीं है। मुख्य कारक जिन्होंने बीएमडब्ल्यू और मर्सिडीज की नई पीढ़ी के प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ पूर्वोक्त गैसोलीन इंजन बनाना संभव बनाया।

प्रत्यक्ष इंजेक्शन गैसोलीन इंजन का हालिया इतिहास कुछ दो दशक पहले मित्सुबिशी के शुरुआती कदमों के साथ शुरू हुआ था, लेकिन समग्र विचार नया नहीं है।

जैसे ही पहला सजातीय आंतरिक दहन इंजन बनाया गया, ओटो ने दुबला-जला विकल्प की कल्पना की, जो स्पष्ट कारणों के लिए कभी भी व्यवहार में लागू नहीं किया गया था। हेसलमैन और रिकार्डो जैसे प्रसिद्ध इंजीनियरों ने बीसवीं शताब्दी की शुरुआत में चार्ज स्तरीकृत चार स्ट्रोक इंजन के साथ प्रयोग किया, लेकिन विचार की तकनीकी जटिलता के कारण, इस विचार को लंबे समय के लिए छोड़ दिया गया था। इतिहास की एक करीबी परीक्षा में 70 और 80 के दशक से कई प्रयोगात्मक और यहां तक ​​कि उत्पादन इंजनों का पता चलता है - इस संबंध में एक विशिष्ट उदाहरण एक विशेष कार्बोरेटर, समृद्ध प्रीचैबर और मुख्य कक्ष का उपयोग करके सीवीसी तकनीक के साथ जापानी इंजीनियरों का दिलचस्प निर्णय है। कम खपत और कम उत्सर्जन के लिए लीन बर्नर। रूसी डिजाइनरों का एक समान समाधान तथाकथित "प्री-फ्लेम इग्निशन" के रूप में वोल्गा जीएजेड 3102 कार्बोरेटर इंजन में लागू किया गया है। यद्यपि यह सिद्धांत इस प्रकार की दहन प्रक्रियाओं के आयोजन की योजनाओं को स्पष्ट लाभ देता है, अतीत में कोई भी जटिल प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता के कारण इनका उपयोग नहीं कर सकता था, जो मौजूदा तकनीकी स्तर पर असंभव है। धीरे-धीरे, इस विचार को तकनीकी समुदाय में क्रिस्टलीकृत किया गया कि चेंबर में सीधे ईंधन इंजेक्शन में एक समाधान की मांग की जानी चाहिए, लेकिन इंजन निर्माण के पूरे इतिहास में, इस तरह की गैसोलीन इकाइयों की एक छोटी संख्या बनाई गई थी। Goliath टू-स्ट्रोक इंजन और मर्सिडीज फोर-स्ट्रोक स्पोर्ट्स फोर-स्ट्रोक इंजन, जो संशोधित उच्च दबाव वाले डीजल पंपों का उपयोग करते थे, को भी 50 के दशक में प्रत्यक्ष इंजेक्शन प्रणालियों के साथ फिट किया गया था। हालांकि, उन सभी के अलग-अलग उद्देश्य हैं और दुबले मिश्रण के साथ काम करते समय दक्षता की तलाश नहीं करते हैं।

दुबले मिश्रण के साथ काम व्यवस्थित करने और स्पार्क प्लग के आसपास सजातीय क्षेत्र बनाने की संभावना गैसोलीन इंजन को विस्तृत खुले थ्रॉटल वाल्व के साथ काम करने की क्षमता के कारण नुकसान को खत्म करने की अनुमति देती है, और चैम्बर में प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्शन ताजी हवा (वाल्व और सिलेंडर नहीं) को ठंडा करता है। दीवारें, इनटेक मैनिफोल्ड इंजेक्शन इंजन के रूप में), थर्मोडायनामिक दक्षता में वृद्धि और उच्च संपीड़न अनुपात को प्राप्त करने में मदद करती हैं, जिससे दक्षता बढ़ जाती है। और ये केवल फायदे से दूर हैं।

मित्सुबिशी का पहला प्रयोग, वास्तव में 90 के दशक में बड़े पैमाने पर उत्पादित किया गया था, इसके बाद अन्य कंपनियों के घटनाक्रमों जैसे कि टोयोटा, रीनॉल्ट, PSA और VW, जो, हालांकि, उनकी उच्च लागत के बावजूद, इनटेक मैनिफोल्ड इंजेक्शन से बहुत अधिक कुशल नहीं थे। उनमें से कुछ को गंभीर विश्वसनीयता की समस्या भी है। इन पहली परियोजनाओं की विफलता के कारण, मुख्य रूप से पारंपरिक मिश्रण प्रणालियों की तुलना में ईंधन की खपत में छोटी कमी, एक अलग प्रकृति के हैं - गैसोलीन में उच्च सल्फर सामग्री से इस प्रणाली में माइक्रोप्रोसेसर तकनीक के अपर्याप्त स्तर तक। कुछ डिज़ाइन गलतियों से पहले का समय, जैसे कि पिस्टन की सतह के साथ स्पार्क प्लग के आसपास एक समृद्ध क्षेत्र बनाने का निर्णय, इनटेक मैनिफोल्ड-गाइडेड मिश्रण के लिए एक चिंतनशील स्क्रीन के रूप में।

बीएमडब्ल्यू एन 53 और मर्सिडीज ई 35 इंजन में, जिसके बारे में हमने ऊपर (3,0 और 3,5 वी 6 इकाइयों, क्रमशः) बात की थी, दुबला-जला संचालन के लिए दृष्टिकोण मौलिक रूप से अलग है और आधुनिक उच्च दबाव पंपों, पीज़ोइलेक्ट्रिक नलिका और लचीले के उपयोग के बिना व्यावहारिक रूप से असंभव है। इंजेक्शन, इग्निशन और वाल्व समय की उच्च गति इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण। हालांकि, जैसा कि हम इस विषय पर अगली श्रृंखला में देखेंगे, नए गैसोलीन इंजनों को भी नई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिनका उपयोग हम डीजल इंजन की प्रकृति ... के लिए करते हैं।

(पीछा करना)

पाठ: जॉर्जी कोल्लेव

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