जब हम आने वाली हवा को संपीड़ित करने के लिए एक टर्बोचार्जर का उपयोग कर रहे हैं, तो हवा गर्म हो जाती है। आमतौर पर इस गर्म हवा को इंजन के पास जाने से पहले एक इंटरकूलर का उपयोग करके ठंडा किया जाता है।
इस हवा को ठंडा करने के पीछे क्या कारण है?
हम इसे गर्म हवा के रूप में क्यों नहीं पारित कर सकते हैं, क्योंकि इंजन के अंदर हवा को संपीड़ित किया जाएगा जो इसे वैसे भी गर्म कर देगा?
जवाबों:
यहाँ खेलने के कुछ महत्वपूर्ण कारक हैं।
इंजन विस्फोट एसआई इंजन के लिए एक वास्तविक चिंता का विषय है
एक स्पार्क-इग्निशन इंजन गर्म हवा के साथ समय से पहले प्रज्वलन (उर्फ दस्तक या विस्फोट) का अनुभव करने की अधिक संभावना है। वास्तव में, नीचे दिए गए उदाहरण में गणना दिखा सकती है कि यह प्राथमिक कारण है कि इंटरकॉलिंग इतना अच्छा विचार है।
गर्म हवा उठती है, ठंडी हवा डूबती है
भौतिकी-बोलने में, ठंडी हवा की तुलना में गर्म हवा कम घनी होती है। इसका मतलब यह है कि 1 किलो गर्म हवा द्वारा कब्जा की गई मात्रा 1 किलो ठंडी हवा द्वारा कब्जा की गई मात्रा से अधिक है।
आंतरिक दहन इंजन एक वॉल्यूमेट्रिक डिवाइस है
इसका तात्पर्य यह है कि हर बार जब इंजन चालू होता है और एक चक्र पूरा करता है, तो दहन कक्ष (एस) में भर्ती होने वाली हवा की मात्रा तय हो जाती है।
शक्ति द्रव्यमान पर निर्भर करती है, आयतन पर नहीं
इंजन द्वारा विकसित की गई शक्ति दहन कक्ष में प्रवेश की गई हवा के द्रव्यमान के समानुपाती होती है न कि इसकी मात्रा। अधिक वायु अणु = अधिक धमाका।
टर्बोचार्जर (या किसी अन्य मजबूर-प्रेरण उपकरणों) का उपयोग करने का कारण आईसी इंजन की शक्ति और / या दक्षता में वृद्धि करना है। दहन कक्ष स्तर पर, यह दहन के दौरान मौजूद हवा के अणुओं की मात्रा में वृद्धि करके प्राप्त किया जाता है।
टर्बोचार्जर आने वाली हवा को दबाकर इसे प्राप्त करता है। इस संपीड़न प्रक्रिया का एक अवांछित उप-उत्पाद यह है कि बाहर जाने वाली हवा गर्म और कम घनी होती है।
यदि इस गर्म हवा को दहन कक्ष को यथा-खिलाया जाता है, तो इंजन में विस्फोट होने की संभावना अधिक होती है।
एक इंटरकोलर के माध्यम से हवा को ठंडा करके, इंजन ऑपरेशन को कम किया जाता है क्योंकि इंजन की दस्तक कम हो जाती है।
एक अतिरिक्त बोनस के रूप में हवा थोड़ी सघन हो जाती है, जिससे अधिक वायु अणु दहन के दौरान मौजूद रहते हैं।
यह उन सवालों में से एक है जहां संख्या शब्दों से अधिक जोर से बोल सकती है :
फ़ोरम इंगित करते हैं कि एक स्टॉक मित्सुबिशी इवो एक्स मिड-रेंज आरपीएम पर 22 साई वृद्धि को उत्पन्न करने में सक्षम है।
समुद्र तल पर, टर्बो इनलेट स्थितियां इस प्रकार हैं:
Air pressure @ turbo inlet = 14.7 psi
Assumed inlet air temperature = 25 °C
=> air density @ turbo inlet = 1.184 kg/m^3
85% टर्बोचार्जर दक्षता, इंजीनियरिंग गणना 1 मानकर 92 डिग्री सेल्सियस के करीब डिस्चार्ज तापमान प्राप्त होगा:
Air pressure @ turbo outlet = 14.7 + 22
= 36.7 psi
Air density @ 36.7 psi, 92 °C = 2.41 kg/m^3
क्या यह इस तथ्य के लिए नहीं था कि हम विस्फोट के बारे में परवाह करते हैं, आउटलेट घनत्व मूल्य स्वादिष्ट लगता है - यह इनलेट के दोगुने से अधिक है।
लेकिन देखो क्या होता है जब हम एक इंटरकोलर के माध्यम से इस गर्म निर्वहन हवा को चलाते हैं।
मान लें कि दबाव में 1 पीएसआई ड्रॉप, और हवा को 70 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है:
Air density @ 35.7 psi, 70 °C = 2.50 kg/m^3
इस तथ्य के बावजूद कि हम इंटरकोलर के माध्यम से कीमती बूस्ट खो देते हैं, शीतलन प्रभाव 3% से अधिक घनत्व को बढ़ाता है, इसलिए अब हवा सघन है, और, इससे भी महत्वपूर्ण बात, एक इंजन दस्तक / विस्फोट दृष्टिकोण से सुरक्षित।
1 - मैंने इसके लिए वास्तव में अद्भुत गणना की है, जिसमें यह मार्जिन बहुत कम है
संक्षेप में, दो कारण हैं:
दूसरे उदाहरण में इसका मतलब यह होगा कि आपको मिश्रण को विस्फोट से रोकने के प्रयास में इग्निशन टाइमिंग एडवांस की मात्रा को बदलना होगा। यह आपको बिजली खर्च करेगा क्योंकि आप इष्टतम बिजली वितरण के लिए आवश्यक सटीक क्षण पर सिलेंडर फायरिंग नहीं कर रहे हैं। आप शक्ति खो रहे हैं और आपको ईंधन की बदतर खपत हो रही है।
इंटरकॉलिंग के अलावा, सिलेंडर में जाने वाली हवा को ठंडा करने का एक और तरीका है कि या तो पानी / मेथनॉल मिश्रण या नाइट्रस ऑक्साइड को इंजेक्ट किया जाए (इस मामले में कम दबाव या धीमी गति से निकलने वाली NO2 प्रणाली कहा जाता है क्योंकि इसका उपयोग ठंडा करने के लिए किया जाता है। चार्ज, सीधे बिजली बढ़ाने के लिए नहीं) हवा / ईंधन मिश्रण के साथ। यह सुबारू मालिकों की एक पसंदीदा रणनीति है क्योंकि ये कारें गर्म हवा और अधिक शक्तिशाली (अधिक शक्तिशाली) हवा / ईंधन अनुपात से नफरत करती हैं और अतिरिक्त शीतलन से आपको दुबला हवा / ईंधन मिश्रण और इष्टतम समय चलाने में मदद मिलती है।