एक पेट्रोल इंजन को वायु-ईंधन अनुपात को बनाए रखने की आवश्यकता क्यों होती है, जबकि एक डीजल इंजन नहीं है?


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यह सरल प्रश्न मुझे थोड़ी देर के लिए परेशान कर रहा है। पेट्रोल इंजन में इंजेक्ट ईंधन की मात्रा की गणना थ्रॉटल वाल्व के माध्यम से प्रवेश करने वाली हवा की मात्रा के अनुसार की जाती है (जैसा कि बड़े पैमाने पर एयरफ्लो / कई गुना पूर्ण दबाव सेंसर द्वारा मापा जाता है)। हालाँकि डीजल इंजन में इंजेक्ट ईंधन की मात्रा केवल पेडल प्रेस पर निर्भर करती है और हवा को स्वतंत्र रूप से सिलेंडर में चूसा जा सकता है। इसका मतलब है कि सामान्य ऑपरेशन में डीजल वास्तव में दुबला होता है और पेट्रोल लगातार स्टोइकोमेट्रिक अनुपात (उच्च लोड स्थितियों को नहीं माना जाता) को बनाए रखता है। पेट्रोल इंजन बिना थ्रॉटल वाल्व के दुबला क्यों नहीं चल सकता, बस ईंधन के इंजेक्शन की मात्रा पर निर्भर करता है?

जवाबों:


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ऐसा लगता है कि आप पहले से ही जानते हैं कि एक गैसोलीन इंजन ईंधन / वायु अनुपात को स्टोइकोमेट्रिक अनुपात के करीब क्यों रखता है, लेकिन सिर्फ किसी और के लिए जानकारी के लिए: स्टोइकोमेट्रिक ईंधन / वायु अनुपात में जलने के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा है पूरी तरह से गैसोलीन के सभी। एक "दुबला" जला कुछ ऑक्सीजन बचे हुए छोड़ देता है और एक "अमीर" जला मतलब गैसोलीन पूरी तरह से जला नहीं करता है।

इस वेबसाइट के अनुसार, Diesels दुबला है :

डीजल इंजन में, ईंधन को कंप्रेशन स्ट्रोक के अंत के पास दहन कक्ष में इंजेक्ट किया जाता है और अनायास प्रज्वलित होता है। यह दहन ध्वनि के लिए जिम्मेदार है कि एक डीजल इंजन उत्पन्न करता है जो इस पत्रिका को पढ़ने वाले सभी के कानों को संगीत देता है। जैसा कि ईंधन और हवा के बीच मिश्रण होता है, जलता रहता है। यह प्रक्रिया बहुत ही विषम है (चूंकि ईंधन और हवा को एक दहन कक्ष में मिलाया जाता है यह एक गैस इंजन के समान समान नहीं है जिसमें सिलेंडर सिर में प्रवेश करने से पहले बनाया गया मिश्रण होता है)। दहन के दौरान Soot बनता है क्योंकि कुछ ईंधन अपर्याप्त ऑक्सीजन के साथ जलता है, और ईंधन का दहन पूरा नहीं होता है। जैसा कि अतिरिक्त ईंधन इंजेक्ट किया जाता है, अधिक से अधिक कालिख उत्पन्न होती है। इसलिए, डीजल इंजन के वायु / ईंधन अनुपात को अत्यधिक मात्रा में धुएं को रोकने के लिए हमेशा स्टोइकोमेट्रिक की तुलना में झुकना चाहिए। इस कारण से, एक संशोधित, उच्च-आउटपुट डीजल काले धुएं को उड़ा देगा क्योंकि यह अकेले बिजली के लिए ईंधन है जो कि कालिख उत्पादन के लिए कोई चिंता नहीं है। धुएँ से मुक्त डीजल में गैसोलीन इंजन के सिलेंडर की तुलना में सिलेंडर में कम ईंधन होता है, और इसलिए इसकी तुलना में डीजल बिजली कम होती है।

प्रज्वलित होने से पहले गैसोलीन इंजेक्ट किया जाता है, इसलिए इसमें अधिक सजातीय मिश्रण करने का समय है। डीजल को संपीड़न स्ट्रोक के अंत की ओर इंजेक्ट किया जाता है, इसलिए यह लगभग तुरंत पहले हवा में फैलने का समय होने से पहले दबाव में दहन करता है। जैसा कि उपरोक्त उद्धरण में कहा गया है, डीजल इंजन को चलाने से उत्पादित कालिख की मात्रा को कम करने का एक प्रयास है, जो उत्सर्जन को कम करता है।


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अपने प्रश्न को संबोधित करने के लिए कि गैसोलीन इंजन क्या होता है जो दुबला होता है।

इंजन में गैसोलीन डालने से शीतलन प्रभाव पड़ता है। एक दुबला-पतला इंजन, जिसमें स्टोइकोमेट्रिक अनुपात को प्राप्त करने के लिए आवश्यक से कम गैसोलीन होता है, स्टोइकोमेट्रिक अनुपात में चलने वाले इंजन की तुलना में अधिक गर्म होगा या एक समृद्ध रनिंग होगा। बहुत दुबला चलाएं और आप ओवरहीटिंग और अतिरिक्त पहनने का जोखिम उठाते हैं और सील जैसे इंजन घटकों पर आंसू बहाते हैं। उच्च संपीड़न अनुपात में, दुबला इंजन अधिक ईंधन कुशल हो सकता है और कम कार्बन उत्सर्जन पैदा कर सकता है। नकारात्मक पक्ष यह है कि अधिक NOx उत्सर्जन हैं जिन्हें अधिकांश आधुनिक वाहनों की तुलना में अधिक जटिल उत्प्रेरक कनवर्टर की आवश्यकता होती है।

मुझे आपका अंतिम वाक्य भी स्पष्ट करना चाहिए। आपका त्वरक थ्रॉटल वाल्व (या तो सीधे या "तार से ड्राइव") से जुड़ा हुआ है और यह नियंत्रित करता है कि इंजन में कितनी हवा को पारित करने की अनुमति है। यह सीधे नियंत्रित नहीं करता है कि गैसोलीन कितना इंजेक्ट किया जाता है। द्रव्यमान प्रवाह संवेदक यह पता लगाता है कि इंजन में कितनी हवा जा रही है, उस जानकारी को ECU तक पहुंचाता है, और ECU नियंत्रित करता है कि कितना ईंधन इंजेक्ट किया जाता है। चाहे आपकी कार दुबला चल रही हो या अमीर ईसीयू द्वारा मास फ्लो सेंसर, ओ 2 सेंसर और / या निर्माता या उपयोगकर्ता सेटिंग्स से इनपुट के माध्यम से तय किया गया हो । कार्बोरेटर के दिनों में, इंजन को समृद्ध या दुबला चलाने के लिए धुन करना आसान था, लेकिन ईसीयू में सेटिंग्स को समायोजित करने के लिए आपको विशेष उपकरण की आवश्यकता होती है।

वैसे, कई कारण हैं कि एक निर्माता या वाहन मालिक अपने इंजन को दुबला या अमीर बनाना चाहते हैं जो प्रदर्शन, शीतलन या ईंधन अर्थव्यवस्था के साथ करना चाहते हैं।


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दो अग्रिम जो कालिख में कमी किए गए हैं। सबसे पहले, आम रेल डीजल इंजेक्शन प्रणालियों में बहुत अधिक रेल दबाव होते हैं जो बेहतर दहन के लिए ईंधन का अधिक से अधिक परमाणुकरण प्रदान करते हैं। दूसरा, (ड्यूरामैक्स में देखा गया) पायलट फटने से कम्प्रेशन स्ट्रोक की शुरुआत में डीजल ईंधन की थोड़ी मात्रा इंजेक्ट होती है। यह क्रिया ईंधन को प्रज्वलित करने की अनुमति देती है और मुख्य इंजेक्शन पल्स होने से पहले ही जलने लगती है। यह दहन में सुधार करने में इग्निशन देरी के समय को कम करता है।
vini_i

ठीक है, मैं rephrase हूँ। क्या होगा यदि हमने पेट्रोल इंजन को चलाने की कोशिश की, जो वास्तव में ईंधन की मात्रा को नियंत्रित करके सीधे डीजल की तरह झुक जाता है? जब तक पर्याप्त ऑक्सीजन है तब तक गैसोलीन पूरी तरह से जल जाएगा, इसलिए पेट्रोल इंजन के मामले में बहुत अधिक ऑक्सीजन खराब क्यों है?
मुझे कोई अंदाजा नहीं है कि मैं

@ IhavenoideawhatI'mdoing, मैं उस पते पर अपनी प्रतिक्रिया संपादित करूँगा।
पॉइसन मछली

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इस बात की भी एक भौतिक सीमा है कि मिश्रण कितना दुबला हो सकता है और फिर भी एक स्पार्क इग्निशन द्वारा इसे प्रज्वलित किया जा सकता है। (होंडा के स्तरीकृत इग्निशन सिस्टम पर एक नज़र डालें) क्योंकि डीजल एक इग्निशन स्रोत के रूप में हवा का उपयोग करता है ऐसी कोई समस्या नहीं है।
vini_i

आपके संपादन जोड़ के साथ दो मुद्दे: 1) इग्निशन तापमान बहुत अधिक होने पर NOx उत्सर्जन बनाए जाते हैं (~ 1700 ° F IIRC से अधिक); 2) अधिकांश आधुनिक वाहनों में उत्प्रेरक कन्वर्टर्स होते हैं जो NOx उत्सर्जन की भरपाई करते हैं। इन्हें तीन तरह की बिल्लियाँ कहा जाता है , क्योंकि ये तीन मुख्य प्रदूषकों को खत्म करने का काम करती हैं (CO & HC अन्य दो हैं)।
P --s 202

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मुझे बहुत आश्चर्य हुआ कि किसी ने भी इसका उल्लेख विशेष रूप से नहीं किया, लेकिन इसका उत्तर विस्फोट है। पॉइसन मछली करीब थी, लेकिन बढ़े हुए सिलेंडर तापमान से अतिरिक्त घिसाव मुख्य समस्या नहीं है। मुख्य समस्या अतिरिक्त गर्मी है जो स्पार्क से पहले पेट्रोल को आत्म-प्रज्वलित करने और मोटर को नष्ट करने का कारण बनती है।

डीजल इस समस्या से ग्रस्त नहीं है क्योंकि यह मूल रूप से इस सिद्धांत पर काम करता है - जैसे ही यह सिलेंडर में प्रवेश करता है तो डीजल प्रज्वलित हो जाता है।

मेरा अनुमान है कि अगर पेट्रोल की ऑक्टेन रेटिंग ज्यादा होती तो तकनीकी रूप से हम इसे डीजल की तरह चला सकते थे।


मैं मानूंगा कि विस्फोट मुख्य समस्या है, विशेष रूप से टर्बोचार्ज्ड गैसोलीन इंजनों में जहां इंजन में प्रवेश करने वाले वायु तापमान अधिक गर्म होते हैं। हालांकि लंबे समय तक दुबला जला (जो विस्फोट नहीं कर रहा है) सिर्फ हानिकारक हो सकता है, विशेष रूप से निकास वाल्व जो आमतौर पर बढ़ी हुई गर्मी को लेने के लिए डिज़ाइन नहीं किए जाते हैं।
निक जी

शायद यह मुद्दा है - वे गर्मी लेने के लिए डिज़ाइन नहीं किए गए हैं। वे हो सकते थे।
मुझे कोई अंदाजा नहीं है कि मैं

पेट्रोल इंजन को उस ऊष्मा का सामना करना पड़ता है जिससे यह डीजल इंजन की तरह महंगा हो जाता है, और इसमें डीजल इंजन के समान उत्सर्जन के मुद्दे भी होंगे।
इयान रिंगरोज ने

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यदि आप सिलिंडर में प्रवेश करने से पहले हवा में डीजल मिलाते हैं और फिर इसे एक सामान्य (डीज़ल इंजन) कंप्रेशन स्ट्रोक में संकुचित कर देते हैं तो निश्चित रूप से यह शीर्ष डेड सेंटर तक पहुँचने से पहले ही विस्फोट हो जाएगा। हालांकि सामान्य ऑपरेशन में, डीजल को सिलेंडर में छिड़का जाता है और इंजेक्टर से बाहर निकलते ही जल जाता है और गर्म हवा के संपर्क में आ जाता है। केवल दहन कक्ष में प्रवेश करने वाला डीजल प्रज्वलित होता है। के रूप में वहाँ कोई अन्य ईंधन मौजूद है वहाँ विस्फोट करने के लिए कुछ भी नहीं है। स्पार्क इग्निशन इंजन में दहन कक्ष में तैयार सभी ईंधन और हवा मौजूद हैं और प्रज्वलन शुरू करने के लिए स्पार्क की प्रतीक्षा कर रहे हैं। फिर एक लौ सामने स्पार्क प्लग से बाहर की ओर निकलती है। यदि दबाव बहुत अधिक है या तापमान बहुत अधिक है या सिलिंडर में गर्म स्थान है तो पूरे ईंधन वायु मिश्रण में एक बार विस्फोट हो सकता है। अलग नोट के रूप में: - डीजल वास्तव में एक स्पार्क इग्निशन इंजन में इस्तेमाल किया जा सकता है। हमारे पास एक बार एक ट्रैक्टर था जिसमें एक छोटा पेट्रोल टैंक और बड़े डीजल या मिट्टी के तेल के टैंक थे। आप पेट्रोल पर शुरू करते हैं, जब इंजन गर्म हो जाता है, तो डीजल पर स्विच किया जाता है, और बंद होने से पहले वापस पेट्रोल पर स्विच किया जाता है, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कार्बोरेटर में पेट्रोल था जो अगले स्टार्ट अप के लिए तैयार था। डीजल पर ठंड शुरू करना असंभव था, और गर्म होने पर पेट्रोल पर अच्छी तरह से नहीं चलता था। मेरा मानना ​​है कि संपीड़न अनुपात सामान्य पेट्रोल की तुलना में अधिक था, लेकिन सामान्य डीजल की तुलना में कम था, और जब आप डीजल पर स्विच करने से पहले उच्च हो जाते हैं, तो पेट्रोल विस्फोट होगा। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कार्बोरेटर में पेट्रोल अगले स्टार्ट अप के लिए तैयार था। डीजल पर ठंड शुरू करना असंभव था, और गर्म होने पर पेट्रोल पर अच्छी तरह से नहीं चलता था। मेरा मानना ​​है कि संपीड़न अनुपात सामान्य पेट्रोल की तुलना में अधिक था, लेकिन सामान्य डीजल की तुलना में कम था, और जब आप डीजल पर स्विच करने से पहले उच्च हो जाते हैं, तो पेट्रोल विस्फोट होगा। यह सुनिश्चित करने के लिए कि कार्बोरेटर में पेट्रोल अगले स्टार्ट अप के लिए तैयार था। डीजल पर ठंड शुरू करना असंभव था, और गर्म होने पर पेट्रोल पर अच्छी तरह से नहीं चलता था। मेरा मानना ​​है कि संपीड़न अनुपात सामान्य पेट्रोल की तुलना में अधिक था, लेकिन सामान्य डीजल की तुलना में कम था, और जब आप डीजल पर स्विच करने से पहले उच्च हो जाते हैं, तो पेट्रोल विस्फोट होगा।


मुझे विश्वास नहीं है कि डीजल मिश्रित हवा में विस्फोट होगा, क्योंकि इतनी हवा और बहुत कम डीजल है (यह मानते हुए कि आप थ्रॉटल पैडल पर कड़ी मेहनत नहीं कर रहे हैं)। दहन के लिए वायु-ईंधन अनुपात की एक इष्टतम सीमा है, और डीजल इंजन के काम करने का एकमात्र कारण यह है कि इंजेक्शन बिंदु के करीब एएफआर इष्टतम है, भले ही विश्व स्तर पर यह इतना दुबला है कि यह जला नहीं होगा।
जूहीस्ट

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अन्य उत्तर यह ध्यान देने में विफल रहे कि वायु-ईंधन अनुपात उस स्थिति पर निर्भर करता है जिस पर आप इसे मापते हैं। इसलिए, भले ही पूरे सिलेंडर पर वायु-ईंधन का अनुपात औसतन दुबला हो (इतना दुबला कि दहन संभव नहीं था यदि मिश्रण सजातीय था), इंजेक्शन बिंदु के बहुत करीब यह अत्यंत समृद्ध है (इतना समृद्ध कि दहन ईएसएन ' टी संभव), और इंजेक्शन बिंदु से थोड़ा आगे यह स्टोइकोमेट्रिक है, और इस प्रकार ईंधन जलता है।

असल में, एक पेट्रोल इंजन को स्टोइकोमेट्रिक एयर-ईंधन अनुपात को बनाए रखने की आवश्यकता नहीं होती है। प्रत्यक्ष इंजेक्शन पेट्रोल इंजन हैं जैसे कि डायसेल्स हैं। एक प्रत्यक्ष इंजेक्शन पेट्रोल इंजन समान रूप से इंजेक्शन बिंदु समृद्ध वायु-ईंधन अनुपात के बहुत करीब है, लेकिन थोड़ा और दूर यह स्टोइकोमीट्रिक है और इस प्रकार ईंधन जलता है, भले ही विश्व स्तर पर वायु-ईंधन अनुपात दुबला हो सकता है।

हालांकि, दुबले वायु-ईंधन अनुपात की समस्या यह है कि बहुत अधिक ऑक्सीजन है, जिससे हवा में नाइट्रोजन के नाइट्रोजन के विभिन्न ऑक्साइड को जलाना संभव हो जाता है। उत्पादित एनओएक्स एक प्रदूषक है, और भविष्य में नियमों का पालन करने के लिए दुबला वायु-ईंधन अनुपात का उपयोग करने वाले सभी इंजनों को रोक देगा, जब तक कि किसी प्रकार की एससीआर प्रणाली का उपयोग नहीं किया जाता है। इसलिए, जब तक आप मैन्युअल रूप से एससीआर द्रव जोड़ना पसंद नहीं करते हैं, भविष्य में एकमात्र विकल्प एक स्टोइकोमेट्रिक इंजन होगा।


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क्योंकि स्पार्क इग्निशन इंजन में एयरफ्लो को रोकना इंजन RPM को नियंत्रित करने का एकमात्र तरीका है। इंजन के आरपीएम को नियंत्रित करने के लिए एयरफ्लो को प्रतिबंधित किए बिना अकेले ईंधन को अलग करना मुश्किल होगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि स्पार्क इग्निशन इंजन में इग्निशन शुरू होता है जहां स्पार्क प्लग स्थित है और उस बिंदु से दूर जाता है। जबकि कम्प्रेशन इग्निशन इंजन में इग्निशन शुरू होता है जहाँ ईंधन को एक बार इंजेक्ट किया जाता है। इसके अलावा प्रत्यक्ष इंजेक्शन संपीड़न प्रज्वलन इंजन सजातीय मिश्रण नहीं हैं क्योंकि ईंधन को प्रज्वलन से पहले दहन कक्ष में मिश्रण करने के लिए पर्याप्त समय की अनुमति नहीं है। आप इसे डीजल इंजन के अंदर कैमरे के YouTube वीडियो पर देख सकते हैं। वीडियो में आप सचमुच ईंधन के ट्रेल्स को प्रज्वलित करते हुए देख सकते हैं क्योंकि वे इंजेक्टर नोजल से स्प्रे करते हैं। इसके अलावा जब मैं एक बच्चा था तो मेरे पास एक पुराना लॉन घास काटने की मशीन थी और मैं मिश्रण समायोजन पेंच के साथ चारों ओर खेलता था और इंजन को दुबला बनाकर मैं वास्तव में थ्रॉटल प्लेट को स्थानांतरित किए बिना उच्च आरपीएम प्राप्त कर सकता था। मुझे वास्तव में समझ नहीं आया कि एक लीनर ईंधन मिश्रण उच्च तापमान क्यों पैदा करता है, लेकिन यह इसलिए हो सकता है क्योंकि ईंधन की बूंदों के बीच अधिक दूरी होती है क्योंकि उनमें से कम प्रत्येक बूंद को जलने के लिए अधिक समय दिया जा सकता है और इसलिए अधिक उत्पादन होता है गर्मी लेकिन मुझे यकीन नहीं है कि यह सिर्फ एक सिद्धांत है।


दरअसल, प्रत्यक्ष इंजेक्शन इंजन अकेले ईंधन को अलग-अलग करके RPM को बदल सकते हैं। इंजेक्शन बिंदु फिर स्पार्क प्लग के करीब है।
जूहीस्ट

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पेट्रोल इंजनों को स्टोइजोमेट्रिक अनुपात के जितना करीब हो सके उतना चलाया जाता है क्योंकि उस बैंड में, उत्प्रेरक कनवर्टर अपने सबसे कुशल में होता है
ईंधन से भरपूर मिश्रण से बचा जाता है क्योंकि यह कनवर्टर को नुकसान पहुंचा सकता है।


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वायु

डीजल इंजन वायु नियंत्रण के लिए थ्रॉटल प्लेट का उपयोग नहीं करता है, थ्रॉटल प्लेट हमेशा खुली रहती है।

इसका मतलब है कि डीजल इंजन हमेशा अधिकतम मात्रा में हवा खींचता है, और बिजली की आपूर्ति ईंधन की मात्रा से नियंत्रित होती है। पेट्रोल इंजन थ्रोटल प्लेट के साथ इंजन में आने वाली हवा की मात्रा को नियंत्रित करता है, यह मात्रा भार के आधार पर अलग-अलग होगी और इस प्रकार वायु-ईंधन अनुपात नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

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