कार "फ्यूल-लीन" (टर्बो या सुपरचार्जर का उपयोग करके) इंजन की कार्यक्षमता को क्यों या क्यों नहीं बढ़ाएं?

Question

हर कोई चाहता है कि उनकी कारें कम ईंधन का उपयोग करें, है ना? मैंने इस वेबसाइट से कार फ्यूल लीन चलाने के बारे में निम्नलिखित अंश पढ़े :

इंजन फ्यूल-लीन को चलाएं, यानी अतिरिक्त हवा का उपयोग करें। यह सर्वविदित है कि फ्यूल-लीन रनिंग दक्षता में सुधार करता है। पुराने दिनों में, क्रूर परिस्थितियों में, इंजन हमेशा दुबले होते थे - लगभग 15% अतिरिक्त हवा - यह किफायती था। तो इसे बदलने के लिए क्या होगा? समस्या तीन-तरफा (सीओ, यूएचसी, एनओएक्स) उत्प्रेरक है जो इंजन के निकास पर उपयोग की जाती है। यह केवल तभी काम करता है जब इंजन वायु / ईंधन अनुपात (द्रव्यमान द्वारा) स्टोइकोमेट्रिक (रासायनिक रूप से सही) हो। गैसोलीन के लिए यह अनुपात 14.6: 1 है। इंजन कंप्यूटर, इंजन एयर फ्लो सेंसर, इलेक्ट्रॉनिक फ्यूल इंजेक्टर और एग्जॉस्ट ऑक्सीजन सेंसर के साथ कॉन्सर्ट में अभिनय करते हुए, आपके अधिकांश ड्राइविंग के लिए स्टोइकोमेट्रिक अनुपात को बनाए रखता है। केवल इस अनुपात पर उत्प्रेरक सीओ और यूएचसी (सीओ 2 और एच 2 ओ) को ऑक्सीकरण कर सकता है और रासायनिक रूप से एनओएक्स (एन 2 तक) को कम कर सकता है। (यूएचसी = असंतुलित हाइड्रोकार्बन।) मानव जाति को एक दुबला-एनओएक्स उत्प्रेरक की क्या आवश्यकता है।

यह मार्ग कुल मिलाकर समझ में आता है। अधिक हवा का उपयोग करें और ईंधन दक्षता बढ़ाएं। हालाँकि, मुझे समझ में नहीं आता है कि इंजन में अधिक हवा को संभालने के लिए कैटेलिटिक कन्वर्टर क्यों नहीं संभाल सकता है या अनुकूलित नहीं किया जा सकता है।

एक टर्बो या सुपरचार्जर के माध्यम से इंजन को हवा देने के लिए फायदे और नुकसान क्या हैं जो कार करने या न करने के लिए उचित होगा?

Comments

आपकी बोली बताती है कि कारें दुबली क्यों नहीं चलतीं? तो उत्प्रेरक कनवर्टर ठीक से काम करेगा। इसके अलावा, और एक इंजन के लिए एयर पंप को "टर्बो" या "सुपरचार्जर" कहा जाता है। आपने उन लोगों के बारे में सुना होगा।

— जेपी १६१

@ JPhi1618 ओह हाँ जो अब इतना समझ में आता है। बेहतर होगा कि मैं इस सवाल को थोड़ा बदल दूं कि मुझे अचानक अहसास हो गया है!

— मैक्स गुडरिज

IIRC अन्य पदों से यहाँ, जब दुबला दहन कक्ष का तापमान बढ़ता है तो आप दुबले हो जाते हैं। उच्च तापमान यह स्वयं के मुद्दे लाता है।

— cdunn

मुझे आपका इरादा पसंद है, लेकिन यह अभी भी दो प्रश्न हैं, और "क्योंकि उत्प्रेरक परिवर्तक" अभी भी पहले प्रश्न का उत्तर है।

— जेपी १६१

"हालांकि, मुझे समझ में नहीं आता है कि इंजन में अधिक हवा को संभालने के लिए कैटेलिटिक कन्वर्टर क्यों नहीं संभाल सकता है या अनुकूलित नहीं किया जा सकता है।" क्योंकि विज्ञान - यह उतना ही सरल है। याद रखें कि उत्प्रेरक पहले से ही उपयोग वास्तव में कीमती धातु यह केवल सामान काम करता है, और उत्प्रेरक क्या संभाल कर सकते हैं की सीमा क्या सेट कैसे इंजन काम करना पड़ता है हैं कि क्योंकि। यदि आप एक लीन-एनओएक्स उत्प्रेरक का आविष्कार करते हैं जो निकास तापमान पर काम करता है और प्रति कार 500 डॉलर से कम खर्च करता है, तो पृथ्वी पर प्रत्येक मोटर वाहन निर्माता और पर्यावरण एजेंसी अपने बच्चों को उस पेटेंट को प्राप्त करने का मौका बेच देगी। लेकिन अभी तक, कोई पासा नहीं।

— ग्राहम

Answer 1

झुक Air अधिक वायु

मेरा मानना ​​है कि गलतफहमी का स्रोत यह है कि "लीन" शब्द की व्याख्या कैसे की जा रही है।

एक दुबला मिश्रण अधिक हवा की उपस्थिति का संकेत नहीं देता है। यह ईंधन (वायु-ईंधन अनुपात, या एएफआर ) की तुलना में हवा के उच्च अनुपात की उपस्थिति को इंगित करता है ।

त्वरित उदाहरण

मिक्सचर ए में 1,000 ग्राम हवा, 80 ग्राम ईंधन है। AFR = 1000/80 = 12.5

मिक्सचर बी में 100 ग्राम हवा, 7 जी ईंधन है। एएफआर = 100/7 = 14.3

14.3> 12.5 के बाद से, मिक्सचर बी में मिक्सचर ए की तुलना में झुकाव है, भले ही मिक्सचर ए में अधिक हवा हो।

यही कारण है कि @ LCDunn सही है ; एक टर्बोचार्जर या सुपरचार्जर की उपस्थिति अपने काम करने से उचित रूप से आकार के उत्प्रेरक कनवर्टर की क्षमता को प्रभावित नहीं करती है।

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तो बिल्लियों के लिए दुबला होना अच्छा क्यों नहीं है?

एक उत्प्रेरक कनवर्टर को निकास गैसों से हानिकारक गैसों को साफ़ करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह एक रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से करता है जिसमें उत्प्रेरक (एस) की उपस्थिति शामिल होती है।

बिल्ली के डिजाइन का सबसे लोकप्रिय प्रकार आज तीन-तरफा उत्प्रेरक कनवर्टर है, जो तीन प्रकार की हानिकारक गैसों को संभालता है:

• नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOx, NOS नहीं )
• कार्बन मोनोऑक्साइड (CO)
• असंतुलित हाइड्रोकार्बन (HC)

पकड़ यह है कि बिल्लियों एक संकीर्ण AFR विंडो में अच्छी तरह से काम करती हैं, जैसा कि यह छवि दिखाती है:

• बहुत दुबला भाग लें , और बिल्ली के पास निकास गैसों से नक्स को साफ़ करने का कठिन समय होगा
• बहुत समृद्ध चलाएं , और आपके टेलपाइप में बहुत अधिक एचसी, सीओ सामग्री होगी

Comments

@ ज़ैद- नाइट्रस ऑक्साइड को नाइट्रोजन ऑक्साइड में संपादित करना चाह सकते हैं क्योंकि नाइट्रस ऑक्साइड एनओएस, या (एन 2 ओ) के समान है। महान जवाब है, हालांकि! मुझ से +1।

— मस्तंगगुय Jan०

बहुत बढ़िया जवाब। मैं आपको दस ज़ोन :-) +1

— DucatiKiller

So why is it not good for **cats** to run lean?रुको क्या?

— फेडरिको

@ फ़ेडरिको ऐसा लगता है कि आप पार्टी से चूक गए ;)

— ज़ैद

Answer 2

एग्जॉस्ट उत्प्रेरक बनाम लीन ऑपरेशन:

तीन तरह उत्प्रेरक कनवर्टर पेट्रोल वाहनों के लिए फिट दुबला इंजन परिस्थितियों में काम नहीं कर सकते क्योंकि कोई की प्रतिक्रिया _x नाइट्रोजन और ऑक्सीजन के लिए एक कमी प्रतिक्रिया है, और यह होने के लिए वहाँ एक इसी ऑक्सीकरण की जरूरत है। तीन-तरफा उत्प्रेरक में सीओ और ऑक्सीडार्बन का ऑक्सीकरण सीओ _{2 है} । यदि अतिरिक्त ऑक्सीजन मौजूद थी, तो NO _{x के} बजाय ऑक्सीजन CO और HC के ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में काम करेगा - क्योंकि यह अधिक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट है - और NO _x अप्राप्य रहेगा।

इंजन निकास में संबंधित ऑक्सीडिजेबल गैसों की उपस्थिति के बिना NO _x को कम करने के लिए प्रौद्योगिकी मौजूद है और इसका उपयोग डीजल इंजनों पर तेजी से किया जाता है, जो कि दुबला होते हैं। हालाँकि, इसे वाहन में अधिक उपकरणों की आवश्यकता होती है, लागत और जटिलता को जोड़ते हैं, और कुछ दृष्टिकोणों में एक additive की आवश्यकता होती है जिसे उपयोग किए जाने के साथ फिर से भरने की आवश्यकता होती है।

पूर्व में गैसोलीन इंजन में लीन बर्न तकनीक का उपयोग किया गया है, लेकिन शायद कोई _एक्स उत्सर्जन पर कसने के नियमों के कारण इसे पकड़ने में विफल रहा है - यह पुन: प्रकट हो सकता है क्योंकि NO _x कमी प्रौद्योगिकी अधिक स्थापित हो जाती है।

टर्बोचार्जर और सुपरचार्जर के फायदे और नुकसान

टर्बोचार्जर या सुपरचार्जर का उपयोग एक ही इंजन विस्थापन के लिए अधिक बिजली उत्पादन की अनुमति देता है - या, एक ही बिजली उत्पादन के लिए एक छोटा इंजन विस्थापन। इसका मतलब है कि इंजन छोटा और हल्का हो सकता है और छोटे सिलेंडरों में घर्षण कम होता है। फोर्ड की इकोबूस्ट रेंज जैसे नवीनतम छोटे गैसोलीन इंजन आमतौर पर उच्च ईंधन दक्षता देने के लिए सुपरचार्जिंग और टर्बोचार्जिंग दोनों का उपयोग करते हैं।

टर्बोचार्जिंग या सुपरचार्जिंग का मुख्य नुकसान उपकरणों की जोड़ी गई जटिलता और लागत है, लेकिन दक्षता लाभ के लिए यह तेजी से सार्थक है।

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अच्छा उत्तर! संतुलित सादगी के लिए +1 :-)

— DucatiKiller

Answer 3

ऐसा नहीं है कि उत्प्रेरक कनवर्टर प्रति से अधिक हवा को संभाल नहीं सकता है, यह है कि दुबला चलने से दहन के तापमान में वृद्धि होती है (मुझे वास्तव में पता नहीं क्यों, लेकिन अब मैं उत्सुक हूं) और उत्प्रेरक कनवर्टर को इसके अंदर चलाने की आवश्यकता है रासायनिक प्रचालन की सीमा। केमिस्ट्री के साथ कुछ करना है जो मुझे भी नहीं पता है।

टर्बो बूस्ट और सुपरचार्जिंग के लिए लाभ के रूप में, यह सिर्फ हवा नहीं है जिसे बढ़ाया जा रहा है, यह सही अनुपात में वायु ईंधन मिश्रण है जिसे बढ़ाया जा रहा है। हर पॉवर स्ट्रोक के लिए अधिक वायु / ईंधन आपको अधिक शक्ति प्रदान करता है। टर्बोचार्जर का नुकसान यह है कि गलत डिजाइन के साथ यह बहुत सारी शक्ति प्रदान करेगा, लेकिन यह शक्ति थ्रॉटल को पीछे छोड़ देगी।

सुपरचार्जर का नुकसान यह है कि वे एक बेल्ट के माध्यम से क्रैंकशाफ्ट द्वारा संचालित होते हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपना काम करने के लिए कुछ शक्ति का उपभोग करते हैं। वे स्पष्ट रूप से उपभोग करने की तुलना में अधिक शक्ति का उत्पादन करते हैं, लेकिन यह अभी भी बहुत कम खपत करता है। क्योंकि टर्बोचार्जर्स निकास गैसों द्वारा संचालित होते हैं, उनका एकमात्र दुष्प्रभाव थोड़ा दबाव होता है।

आपकी स्ट्रीट कार पर ऐसा नहीं करने का एक और कारण यह है कि यह आपके माइलेज (तेज ईंधन की खपत) को कम कर देगा, और अतिरिक्त बिजली एक इंजन पर पहनने और आंसू बहाएगी जो इसे संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया हो सकता है या नहीं।

उम्मीद है की वो मदद करदे!

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पहले पैराग्राफ में, क्या इसका मतलब यह है कि उत्प्रेरक कनवर्टर को थर्मल ऑपरेटिंग रेंज के अंदर चलाने की आवश्यकता है ?

— मैक्स गुडरिज

वास्तव में यह एक रासायनिक सीमा है क्योंकि यह निकलता है। ऊष्मा सही वायु / ईंधन अनुपात वाले उत्पाद है, लेकिन सही अनुपात वह है जो उत्प्रेरक को सही ढंग से काम करने देता है। मेरा मानना ​​है कि @Zaid जल्द ही कुछ पोस्ट कर रहा है जो इसे समझाता है कि मैं यहां हूं।

— cdunn

तो एक लिहाज से मैं सही था क्योंकि इसके आदर्श थर्मल रेंज के अंदर होने की जरूरत थी, अन्यथा जैसा कि आपने कहा कि बढ़ते तापमान का असर पड़ेगा?

— मैक्स गुडरिज

खैर, मुझे यकीन नहीं है कि मैं आपका पीछा कर रहा हूं। जो मैं कहने की कोशिश कर रहा हूं, और जाहिर तौर पर ठीक नहीं है, उसके बारे में खेद है, यह है कि हवा के ईंधन का अनुपात थर्मल साइड इफेक्ट होने का कारण बनता है। लेकिन यह रासायनिक ए / एफ अनुपात है जो बिल्ली के काम करने के लिए सही होना चाहिए।

— cdunn

दुबला मिश्रण जितना अधिक ऑक्सीजन होता है। अधिक ऑक्सीजन का मतलब है अधिक 'रैपिड ऑक्सीकरण' जिसका अर्थ है अधिक गर्मी।

— डुकाटीकिलर

Answer 4

स्पर्श करने के लिए एक अतिरिक्त बिंदु यह है कि लीनर और अमीर उन परिस्थितियों के सापेक्ष हैं जो इंजन पहले से ही चलता है। रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संदर्भ में, कार इंजन डिफ़ॉल्ट रूप से थोड़ा समृद्ध चलाते हैं - हवा के सभी के लिए अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है - क्योंकि यह मिश्रण में विस्फोट की आवृत्ति को कम करता है।

यदि आप चीजों को बदलते हैं, तो वे डिज़ाइन किए गए ऑपरेशन की स्थिति की तुलना में अधिक दुबले होते हैं, तो आप स्टोइकोमेट्रिक दहन में जा सकते हैं। इसका मतलब यह है कि सभी ईंधन सभी हवा से खपत होते हैं और प्रतिक्रियाएं बिल्कुल संतुलित होती हैं। यह भी विस्फोट करने के लिए है। इससे पिंगिंग (या दस्तक) होती है और सिलेंडर और पिस्टन को नुकसान होता है। यदि आप स्टोइकोमेट्रिक अनुपात से आगे बढ़ने के लिए इसे और अधिक दुबला बनाने के लिए चीजों को बदलते हैं, तो विस्फोट का खतरा कम हो जाता है, लेकिन यदि आप बहुत अधिक दुबला हो जाते हैं, तो आप मिसफायर की दर में वृद्धि करेंगे - इंजन को अधिक नुकसान (और उत्प्रेरक कनवर्टर) )।

Answer 5

अपने आप दुबला मिश्रण चलाना जरूरी नहीं है कि विस्फोट, पिंगिंग या खटखटाहट हो। WW2 के युग के पुराने टाइमर पिस्टन विमान पायलटों ने गंभीरता से रेंज बढ़ाने के लिए लंबी बाल्टियों पर दुबले मिक्सचर चलाए और ऐसा तब करना सुरक्षित था जब वे ऊंचाई और शक्ति सेटिंग्स पर मंडरा रहे थे। आप इसे चढ़ाई या उच्च शक्ति पर करने पर विचार नहीं करेंगे।

एक मोटर वाहन इंजन के साथ, आपको अनुकूली प्रोग्रामिंग करनी होगी जो कि इंजन के नीचे किस स्तर के लोड के आधार पर मिश्रण को अमीर से दुबला करने के लिए समायोजित करेगी। स्थिर राजमार्ग गति पर एक लंबी दौड़, स्तरीय सड़क मार्ग पर, आप शायद समय की एक अच्छी राशि चला सकते हैं, लेकिन अपनी विशिष्ट शहर शैली को रोकने और जाने के लिए, या पहाड़ी इलाके में, आप शायद कभी भी एक पावर रेंज में नहीं होंगे जहां यह होता है सुरक्षित, कुशल या प्रभावी होगा।

उत्सर्जन के लिए, रनिंग लीन निश्चित रूप से नाइट्रोजन ऑक्साइड बनाता है, जिससे स्मॉग प्रवण क्षेत्रों में अतिरिक्त चिंता हो सकती है।

Answer 6

दुबला नहीं चलने का एक अतिरिक्त कारण है, जो टर्बोचार्ज्ड इंजन पर बहुत अच्छी तरह से लागू होता है - अतिरिक्त ईंधन दहन उत्पादों और सिलेंडर की दीवार के बीच एक 'सीमा परत' बनाता है। यह सहिष्णुता के भीतर चैम्बर तापमान को बनाए रखने में मदद करने के लिए दहन के दौरान अतिरिक्त गर्मी को अवशोषित करता है।

बहुत अधिक टर्बो / सुपरचार्जर बूस्ट चलाने वाली मॉड्यूल्ड कारें अक्सर बहुत अधिक दुबला होने के बिंदु पर होती हैं, जिसमें इंजेक्टर इस सीमा परत को बनाए रखने के लिए पर्याप्त ईंधन की आपूर्ति नहीं कर सकते हैं, और दहन कक्ष दबाव / तापमान बढ़ जाता है। चरम मामलों में यह विस्फोट / दस्तक देता है, और उच्च बढ़ावा के तहत शारीरिक पिस्टन क्षति हो सकती है।

Answer 7

अच्छा प्रश्न। इसका उत्तर यह है कि गैर-CO2 उत्सर्जन को खत्म करने और उचित दक्षता और शक्ति देने के लिए एक इंजन को TDC से ठीक पहले विस्फोटक और समृद्ध रूप से जलाना चाहिए, फिर इसे TDC के बाद दुबारा जलाएं, और अंत में चार्ज छोड़ने के बाद इसे तीसरी बार जलाएं। तेजी से दहन सिलेंडर और कम गर्म और धीमी पुन: विस्तार सिलेंडर में प्रवेश किया।

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दिलचस्प जवाब - क्या आपके पास इसके लिए कोई संदर्भ है? मैंने ट्विन-बर्न आईसी इंजनों के बारे में सुना है, लेकिन कभी ट्रिपल-बर्न वाले नहीं, और एक ही सिद्धांत का इस्तेमाल यौगिक भाप इंजनों में किया जाता है (और अभी भी पावर स्टेशनों में कंपाउंड टर्बाइनों के साथ है)

— निक सी