पेट्रोल इंजन में फ्यूल इंजेक्शन। फायदे, नुकसान और संभावित समस्याएं

इंजेक्शन प्रणाली का प्रकार इंजन मापदंडों और परिचालन लागत को निर्धारित करता है। यह कार की गतिशीलता, ईंधन की खपत, निकास उत्सर्जन और रखरखाव लागत को प्रभावित करता है।

परिवहन में आंतरिक दहन इंजन में गैसोलीन इंजेक्शन के व्यावहारिक अनुप्रयोग का इतिहास प्रथम विश्व युद्ध से पहले की अवधि का है। फिर भी, विमानन तत्काल नए समाधानों की तलाश में था जो इंजन की दक्षता में सुधार कर सके और विमान की विभिन्न स्थितियों में शक्ति के साथ समस्याओं को दूर कर सके। फ्यूल इंजेक्शन, जो पहली बार 8 के फ्रेंच V1903 एयरक्राफ्ट इंजन में दिखाई दिया, उपयोगी साबित हुआ। यह 1930 तक नहीं था कि ईंधन-इंजेक्टेड मर्सिडीज 1951 SL की शुरुआत हुई, जिसे व्यापक रूप से इस क्षेत्र में अग्रदूत माना जाता है। हालांकि, स्पोर्ट्स वर्जन में यह डायरेक्ट पेट्रोल इंजेक्शन वाली पहली कार थी।

इलेक्ट्रॉनिक ईंधन इंजेक्शन का इस्तेमाल पहली बार 300 के क्रिसलर इंजन में 1958 में किया गया था। 1981 के दशक में कारों पर मल्टीपॉइंट पेट्रोल इंजेक्शन दिखना शुरू हुआ, लेकिन इसका इस्तेमाल ज्यादातर लक्ज़री मॉडल में किया गया। उचित दबाव सुनिश्चित करने के लिए उच्च दबाव वाले इलेक्ट्रिक पंप पहले से ही उपयोग में थे, लेकिन नियंत्रण अभी भी यांत्रिकी की जिम्मेदारी थी, जो केवल 600 में मर्सिडीज के उत्पादन के अंत के साथ गुमनामी में फीके पड़ गए। इंजेक्शन सिस्टम अभी भी महंगे थे और सस्ती और लोकप्रिय कारों में नहीं बदले। लेकिन जब XNUMX में सभी कारों पर उत्प्रेरक कन्वर्टर्स स्थापित करना आवश्यक हो गया, तो उनकी श्रेणी की परवाह किए बिना, एक सस्ता प्रकार का इंजेक्शन विकसित करना पड़ा।

उत्प्रेरक की उपस्थिति के लिए कार्बोरेटर की तुलना में मिश्रण की संरचना के अधिक सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। इस प्रकार सिंगल-पॉइंट इंजेक्शन बनाया गया, जो "मल्टी-पॉइंट" का एक छोटा संस्करण है, लेकिन सस्ती कारों की जरूरतों के लिए पर्याप्त है। नब्बे के दशक के उत्तरार्ध से, यह बहु-बिंदु इंजेक्टरों द्वारा प्रतिस्थापित, बाजार से गायब होना शुरू हो गया, जो वर्तमान में ऑटोमोटिव इंजनों में सबसे लोकप्रिय ईंधन प्रणाली है। 1996 में, प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्शन ने मित्सुबिशी करिश्मा पर अपनी मानक शुरुआत की। नई तकनीक में गंभीर सुधार की आवश्यकता थी और पहले तो कुछ अनुयायी मिले।

हालांकि, तेजी से कड़े निकास गैस मानकों के सामने, जो कि शुरू से ही ऑटोमोटिव ईंधन प्रणालियों में प्रगति पर एक मजबूत प्रभाव था, डिजाइनरों को अंततः गैसोलीन प्रत्यक्ष इंजेक्शन में जाना पड़ा। नवीनतम समाधानों में, अब तक कम संख्या में, वे दो प्रकार के गैसोलीन इंजेक्शन - अप्रत्यक्ष बहु-बिंदु और प्रत्यक्ष को मिलाते हैं।    

अप्रत्यक्ष एकल बिंदु इंजेक्शन

सिंगल पॉइंट इंजेक्शन सिस्टम में, इंजन सिंगल इंजेक्टर द्वारा संचालित होता है। यह इनटेक मैनिफोल्ड के इनलेट पर स्थापित है। लगभग 1 बार के दबाव में ईंधन की आपूर्ति की जाती है। अलग-अलग सिलेंडरों की ओर जाने वाले चैनलों के सेवन बंदरगाहों के सामने परमाणु ईंधन हवा के साथ मिश्रित होता है।

प्रत्येक सिलेंडर के लिए मिश्रण की सटीक खुराक के बिना ईंधन-वायु मिश्रण को चैनलों में चूसा जाता है। चैनलों की लंबाई और उनके खत्म होने की गुणवत्ता में अंतर के कारण, सिलेंडर को बिजली की आपूर्ति असमान है। लेकिन फायदे भी हैं। चूंकि नोजल से दहन कक्ष तक हवा के साथ ईंधन के मिश्रण का मार्ग लंबा है, इंजन के ठीक से गर्म होने पर ईंधन अच्छी तरह से वाष्पित हो सकता है। ठंड के मौसम में, ईंधन वाष्पित नहीं होता है, ब्रिसल्स कलेक्टर की दीवारों पर संघनित होते हैं और आंशिक रूप से बूंदों के रूप में दहन कक्ष में चले जाते हैं। इस रूप में, यह पूरी तरह से कार्य चक्र पर नहीं जल सकता है, जिससे वार्म-अप चरण में इंजन की दक्षता कम हो जाती है।

इसका परिणाम ईंधन की खपत में वृद्धि और निकास गैसों की उच्च विषाक्तता है। सिंगल पॉइंट इंजेक्शन सरल और सस्ता है, इसके लिए कई भागों, जटिल नोजल और उन्नत नियंत्रण प्रणाली की आवश्यकता नहीं होती है। कम उत्पादन लागत के परिणामस्वरूप वाहन की कीमत कम होती है, और सिंगल पॉइंट इंजेक्शन के साथ मरम्मत करना आसान होता है। इस प्रकार के इंजेक्शन का उपयोग आधुनिक यात्री कार इंजनों में नहीं किया जाता है। यह केवल एक पिछड़े डिजाइन वाले मॉडल में पाया जा सकता है, हालांकि यूरोप के बाहर उत्पादित किया जाता है। एक उदाहरण ईरानी समंद है।

लाभ

- सरल डिजाइन

- कम उत्पादन और रखरखाव लागत

- इंजन के गर्म होने पर निकास गैसों की कम विषाक्तता

दोष के

- कम ईंधन खुराक सटीकता

- अपेक्षाकृत उच्च ईंधन की खपत

- इंजन के वार्म-अप चरण में निकास गैसों की उच्च विषाक्तता

- इंजन की गतिशीलता के मामले में खराब प्रदर्शन

अप्रत्यक्ष बहुबिंदु इंजेक्शन

एकल-बिंदु अप्रत्यक्ष इंजेक्शन का एक विस्तार बहु-बिंदु अप्रत्यक्ष इंजेक्शन है जिसमें प्रत्येक सेवन पोर्ट में एक इंजेक्टर होता है। इंटेक वाल्व से ठीक पहले थ्रॉटल के बाद ईंधन दिया जाता है। इंजेक्टर सिलेंडर के करीब होते हैं, लेकिन गर्म इंजन पर ईंधन के वाष्पीकरण के लिए हवा/ईंधन मिश्रण पथ अभी भी काफी लंबा है। दूसरी ओर, हीटिंग चरण में सेवन बंदरगाह की दीवारों पर घनीभूत होने की प्रवृत्ति कम होती है, क्योंकि नोजल और सिलेंडर के बीच की दूरी कम होती है। बहु-बिंदु प्रणालियों में, 2 से 4 बार के दबाव पर ईंधन की आपूर्ति की जाती है।

प्रत्येक सिलेंडर के लिए एक अलग इंजेक्टर डिजाइनरों को इंजन की गतिशीलता बढ़ाने, ईंधन की खपत को कम करने और निकास उत्सर्जन को कम करने के मामले में पूरी तरह से नई संभावनाएं देता है। प्रारंभ में, किसी भी उन्नत नियंत्रण प्रणाली का उपयोग नहीं किया गया था, और सभी नोजल एक ही समय में ईंधन की पैमाइश करते थे। यह समाधान इष्टतम नहीं था, क्योंकि इंजेक्शन का क्षण प्रत्येक सिलेंडर में सबसे लाभप्रद क्षण में नहीं होता था (जब यह बंद सेवन वाल्व से टकराता था)। केवल इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास ने अधिक उन्नत नियंत्रण प्रणाली बनाना संभव बना दिया, जिसकी बदौलत इंजेक्शन अधिक सटीक रूप से काम करने लगा।

प्रारंभ में, नोजल जोड़े में खोले गए, फिर एक अनुक्रमिक ईंधन इंजेक्शन प्रणाली विकसित की गई, जिसमें प्रत्येक नोजल अलग से, किसी दिए गए सिलेंडर के लिए इष्टतम समय पर खुलता है। यह समाधान आपको प्रत्येक स्ट्रोक के लिए ईंधन की खुराक का सही चयन करने की अनुमति देता है। एक सीरियल मल्टी-पॉइंट सिस्टम सिंगल-पॉइंट सिस्टम की तुलना में बहुत अधिक जटिल है, निर्माण के लिए अधिक महंगा है और बनाए रखने के लिए अधिक महंगा है। हालांकि, यह आपको कम ईंधन की खपत और निकास गैसों की कम विषाक्तता के साथ इंजन की दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि करने की अनुमति देता है।

लाभ

- उच्च ईंधन खुराक सटीकता

- कम ईंधन की खपत

- इंजन की गतिशीलता के मामले में कई संभावनाएं

- निकास गैसों की कम विषाक्तता

दोष के

- महत्वपूर्ण डिजाइन जटिलता

- अपेक्षाकृत उच्च उत्पादन और रखरखाव लागत

प्रत्यक्ष अंतः क्षेपण

इस घोल में, सिलेंडर में इंजेक्टर लगाया जाता है और ईंधन को सीधे दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है। एक ओर, यह बहुत फायदेमंद है, क्योंकि यह आपको पिस्टन के ऊपर ईंधन-वायु चार्ज को बहुत जल्दी बदलने की अनुमति देता है। इसके अलावा, अपेक्षाकृत ठंडा ईंधन पिस्टन के मुकुट और सिलेंडर की दीवारों को अच्छी तरह से ठंडा करता है, इसलिए संपीड़न अनुपात में वृद्धि करना और प्रतिकूल दहन दस्तक के डर के बिना उच्च इंजन दक्षता प्राप्त करना संभव है।

डायरेक्ट इंजेक्शन इंजन को बेहद कम ईंधन खपत को प्राप्त करने के लिए कम इंजन भार पर बहुत कम हवा/ईंधन मिश्रण को जलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, यह पता चला कि यह निकास गैसों में नाइट्रोजन ऑक्साइड की अधिकता के साथ समस्याओं का कारण बनता है, जिसे समाप्त करने के लिए उपयुक्त सफाई प्रणाली स्थापित करना आवश्यक है। डिज़ाइनर नाइट्रोजन ऑक्साइड के साथ दो तरह से व्यवहार करते हैं: बूस्ट जोड़कर और आकार को कम करके, या दो-चरण नोजल की एक जटिल प्रणाली स्थापित करके। अभ्यास से यह भी पता चलता है कि प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्शन के साथ, सिलेंडरों के सेवन नलिकाओं में कार्बन जमा की प्रतिकूल घटना और सेवन वाल्व उपजी (इंजन की गतिशीलता में कमी, ईंधन की खपत में वृद्धि)।

यह इस तथ्य के कारण है कि इनटेक पोर्ट और इनटेक वाल्व दोनों को वायु-ईंधन मिश्रण के साथ फ्लश नहीं किया जाता है, जैसा कि अप्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ होता है। इसलिए, वे क्रैंककेस वेंटिलेशन सिस्टम से सक्शन सिस्टम में प्रवेश करने वाले महीन तेल कणों से नहीं धोए जाते हैं। तेल की अशुद्धियाँ तापमान के प्रभाव में सख्त हो जाती हैं, जिससे अवांछित तलछट की एक मोटी परत बन जाती है।

लाभ

- बहुत अधिक ईंधन खुराक सटीकता

- दुबले मिश्रण को जलाने की संभावना

- कम ईंधन खपत के साथ बहुत अच्छा इंजन डायनामिक्स

दोष के

- अत्यंत जटिल डिजाइन

- बहुत अधिक उत्पादन और रखरखाव लागत

- निकास गैसों में अतिरिक्त नाइट्रोजन ऑक्साइड की समस्या

- सेवन प्रणाली में कार्बन जमा

दोहरा इंजेक्शन - प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष

मिश्रित इंजेक्शन प्रणाली डिजाइन अप्रत्यक्ष और प्रत्यक्ष इंजेक्शन दोनों का लाभ उठाता है। इंजन ठंडा होने पर डायरेक्ट इंजेक्शन काम करता है। ईंधन-हवा का मिश्रण सीधे पिस्टन के ऊपर से बहता है और संक्षेपण को बाहर रखा जाता है। जब इंजन गर्म होता है और हल्के भार (निरंतर गति ड्राइविंग, सुचारू त्वरण) के तहत चल रहा होता है, तो प्रत्यक्ष इंजेक्शन काम करना बंद कर देता है और बहु-बिंदु अप्रत्यक्ष इंजेक्शन अपनी भूमिका निभा लेता है। ईंधन बेहतर रूप से वाष्पित हो जाता है, बहुत महंगा प्रत्यक्ष इंजेक्शन सिस्टम इंजेक्टर काम नहीं करता है और खराब नहीं होता है, इंटेक वाल्व ईंधन-वायु मिश्रण से धोए जाते हैं, इसलिए उन पर जमा नहीं होता है। उच्च इंजन भार (मजबूत त्वरण, तेज ड्राइविंग) पर, प्रत्यक्ष इंजेक्शन को फिर से चालू किया जाता है, जो सिलेंडरों को बहुत तेजी से भरना सुनिश्चित करता है।

लाभ

- बहुत सटीक ईंधन खुराक

- सभी परिस्थितियों में इष्टतम इंजन वितरण

- कम ईंधन खपत के साथ बहुत अच्छा इंजन डायनामिक्स

- सेवन प्रणाली में कोई कार्बन जमा नहीं

दोष के

- विशाल डिजाइन जटिलता

- अत्यधिक उच्च उत्पादन और रखरखाव लागत