हमारे पास ईंधन इंजेक्शन है, वायु इंजेक्शन क्यों नहीं?


29

मैं ईएफआई प्रणालियों का अध्ययन कर रहा हूं, जो मुझे प्रेरण के बारे में अधिक सामान्य रूप से सोचने के लिए तैयार करता है।

हम कई अच्छे कारणों के लिए एक उच्च दबाव वाली आम रेल से ईंधन इंजेक्ट करते हैं। हम एक सिलेंडर के भीतर स्तरीकृत जला बनाने में सक्षम हैं, बशर्ते कि हमारे पास थ्रॉटल तितली का पूर्ण नियंत्रण हो। हम कभी-कभी एग्जॉस्ट गैस रीसर्क्युलेशन का इस्तेमाल मंद दहन और कम सिलेंडर टेम्परेचर में करते हैं।

उन परिदृश्यों को देखते हुए, हम उच्च दबाव वाले वायुमंडलीय वायु के एक आम रेल को क्यों नहीं जोड़ते हैं, और आवश्यकता पड़ने पर ईंधन का उपयोग करने के लिए हवा, और निकास को शुरू करने के लिए इंजेक्टर का उपयोग करते हैं?

निश्चित रूप से यह मुझे एक इंजन देगा जो त्वरित प्रतिक्रिया दे सकता है क्योंकि इनलेट एयरफ्लो में कोई अंतराल नहीं है, कम यांत्रिक भाग हैं और संभावित रूप से उत्प्रेरक पर ऑक्सीजन सामग्री को नियंत्रित करने के लिए मुझे अनुमति देकर उत्सर्जन को कम कर सकते हैं?


4
पेटेंट यूएस 5381760 ए जमा किया गया था।
spicetraders

29
क र ते हैं। इसे टर्बो या सुपरचार्जर कहा जाता है ।
क्लो

1
यह सब करने के लिए एक "आम रेल" का उपयोग करना किसी भी समय हवा की मात्रा को इंजेक्शन के कारण अव्यवहारिक होगा।
मोआब

1
@ श्लोक: कोई भी उत्तर इस ओर इंगित नहीं करता है। क्या आप एक लिख पाएंगे?
मोनिका

एक और विचार: क्या आप "इंजेक्शन" को केवल उच्च दबाव का सेवन (चूषण नहीं) या वास्तव में किसी तरह के नियंत्रित इंजेक्टर जैसे ईंधन इंजेक्टर के साथ मानते हैं?
बेंज

जवाबों:


34

सरल कारण: मात्रा। @ 14.7: 1 स्टॉइक, सिलेंडर में आपके इनपुट को एक नोजल के माध्यम से 14.7x बड़ा (या इतना अधिक धक्का) देने की आवश्यकता होगी कि आप तरल पदार्थ जो कि ईंधन है।

आप कहते हैं कि इसमें कम यांत्रिक भाग होंगे, लेकिन क्या यह सच है? आपको उच्च दबाव वाली हवा बनाने के साथ-साथ इसे सिस्टम में पेश करने के लिए एक यांत्रिक विधि प्रस्तुत करनी होगी। आपको कुछ प्रकार के टैंक रखने होंगे जो उच्च दबाव हवा को पकड़ते हैं। फिर उस "उच्च दबाव" को उचित प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए एक अनुमान पर 3000-5000 psi रेंज में होना चाहिए। एक हवा कंप्रेसर के बारे में सोचें जो आप जिस मांग के बारे में बात कर रहे हैं उसके साथ रख सकते हैं।

मान लीजिए कि हम मिश्रण में कुछ गणित फेंकते हैं (और मान लें कि मैं पूरी तरह से बेवकूफ नहीं हूं ... हालांकि जूरी उस एक पर बाहर है):

2L इंजन में 2L का स्वेप्ट वॉल्यूम होता है। यदि यह सैद्धांतिक इंजन चल रहा था, स्वाभाविक रूप से महाप्राण था और 80% वॉल्यूमेट्रिक दक्षता (वीई) प्राप्त करता था, तो यह क्रैंकशाफ्ट की हर क्रांति को .8L हवा में ले जाएगा। गणित:

  • 2.0LX .8 = 1.6L - सभी चार सिलेंडरों के लिए सेवन मात्रा @ 80% VE
  • 1.8L x .5 = .8L - एक 4 चक्र इंजन में हर क्रांति के लिए मात्रा का सेवन करें
  • 600rpm x .8L = 480L - निष्क्रिय गति बनाए रखने के लिए निष्क्रिय मात्रा में हवा की मात्रा
  • 6000rpm x .8L = 4800L - सबसे तेज इंजन की गति बनाए रखने के लिए रेडलाइन पर हवा की मात्रा

आपके सिस्टम को उस इंजन की गति बनाए रखने के लिए प्रति मिनट 4800L हवा को स्थानांतरित करने की आवश्यकता होगी । यह लगभग 170CFM है। यदि आप इस तरह से कुछ कर सकते हैं:

यहाँ छवि विवरण दर्ज करें

अपनी कार के पीछे चारों ओर, यह संभव हो सकता है। 170CFM समीकरण के छोटे, निचले अश्वशक्ति अंत के लिए एक आंकड़ा है। प्रदर्शन कारों के बारे में क्या है जहां आपके पास तीन गुना अधिक स्वेप्ट वॉल्यूम (6.3L शेवरले एलटी 1 इंजन) अधिक VE (एक अनुमान पर 85%) है। वे संख्या बहुत अधिक हैं। आपको आवश्यक राशि का ट्रिपल ट्रिपिंग करना होगा, जिसका अर्थ है कि आप वाहन के पीछे रस्से की मात्रा को तिगुना कर देंगे।

हाँ यह किया जा सकता है, लेकिन किस कीमत पर? जिस तरह से अब इंजन में हवा डाली गई है वह कहीं अधिक कुशल है और इससे कहीं अधिक हवा का परिचय देता है कि आप जिस तरह से सुझाव देते हैं उस इंजन में हवा को पंप करने के लिए मज़बूती से जारी रख सकते हैं।


1
बेशक, अगर आपके पास हवा की आपूर्ति करने का एक अलग तरीका था, तो आप कुछ बहुत ही शांत इंजन बनाते हैं - लेकिन वे अभी भी एक नियमित दहन इंजन का उपयोग करके अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए अव्यावहारिक होंगे।
ब्रिचिंस

1
170 सीएफएम लगभग उतने एयरफ्लो नहीं हैं जितना आप उस टावेबल के साथ लगा रहे हैं। एक थोड़ा ओवरसाइज़्ड कंप्यूटर केस फैन इससे ज्यादा चल सकता है। स्थैतिक दबाव आवश्यकताओं के आधार पर एक प्रशंसक जो उपयुक्त नहीं हो सकता है; लेकिन थोड़ा जल्दी गुगली करने से पता चलता है कि एयरफ्लो दर के लिए कुछ सौ सीएफएम एक टर्बोचार्जर है; जो कि 120x38 मिमी के पंखे से थोड़ा बड़ा है, लेकिन उससे ज्यादा नहीं।
डैन नीली

10
@DanNeely - आप सेब और संतरे मिला रहे हैं। किसी भी तरह से एक प्रशंसक मामला प्रशंसक इस मामले में अंतर का एक चाटना नहीं होगा । आपके पास विचार करने के लिए दबाव और प्रवाह है। खासकर यदि आप एक प्रणाली के माध्यम से हवा को पंप करने की कोशिश कर रहे हैं जो इसे सीधे सिलेंडर में इंजेक्ट करने जा रहा है। किसी भी पीठ के दबाव के साथ, केस फैन पूरी तरह से हवा बहना बंद कर देगा।
P --s 212

1
@AL - गणित सामान्य है। इंजन आकार, इंजन की वॉल्यूमेट्रिक दक्षता, और जो भी इंजन आपके मन में है, उसे अधिकतम करने के लिए अधिकतम गति डालें। यह उदाहरण 4-स्ट्रोक इंजन के लिए है, हालांकि। 2-स्ट्रोक इंजन की गणना अलग तरीके से की जाएगी।
P --s 142

1
@ P @s pract2 मैंने अपनी अंतिम टिप्पणी में "असंभव" को "व्यावहारिक रूप से वास्तव में कठिन" से बदल दिया।
AL

26

आपने लगभग एक या एक टर्बोचार्जर या सुपरचार्जर के संचालन का काफी वर्णन नहीं किया है। एक सामान्य ईंधन रेल से इंजेक्शन के तहत हवा का विचार संभवतः काम नहीं करेगा क्योंकि सभ्य परमाणुकरण की गारंटी देना मुश्किल होगा।


4
कैसे टीसी और / या SC सिस्टम में हवा का परिचय देने के लिए इंजेक्टर का उपयोग करता है। यह मेरी समझ है कि ओपी वेलवेटरेन के साथ दूर करना चाहता है और बस दो इंजेक्टर हैं: एक ईंधन के लिए और एक हवा के लिए। एक टर्बो भी क्या करना चाहता है करने के लिए करीब नहीं आता है।
P --s 132

1
हो सकता है। मुझे लगता है कि हमने अलग-अलग मार्गों को लिया। ओपी को अव्यवस्थित करने देना चाहिए।
P 14:s 14:2

1
@ P @s perhaps2, IMO, आप (और शायद ओपी?) एक अंतर देख रहे हैं जहां कोई नहीं है। अगर मैंने एक कार के ईंधन इंजेक्शन प्रणाली को लिया, तो गैसों (पंप -> कंप्रेसर, टैंक -> सेवन, परिवर्तन वाल्व डिजाइन, आदि) के लिए अर्थ तरल पदार्थ से निपटने वाले घटकों को बदल दिया, फिर आवश्यक एयरफ्लो को समायोजित करने के लिए पाइप का विस्तार किया, मुझे लगता है कि मैं एक साधारण टर्बो सिस्टम के साथ समाप्त करूंगा। मुझे आपके जवाब में एक कारण नहीं दिखता है कि आपको 2k + psi की आवश्यकता क्यों होगी, जब 5-10psi सिलेंडर को एक सामान्य इंजन में ठीक भर देता है।
मलबिग

1
@ म्ब्रिग - कभी भी किसी को तब तक नहीं लिया जाता है जब तक कि वह व्यक्तिगत संबंध न हो। आप बस समझाने की कोशिश कर रहे हैं, हां पर अच्छा है! मैं हमेशा इस पर अलग-अलग राय और विचारों की सराहना करता हूं ... मुझे निश्चित रूप से नहीं लगता कि मेरे पास इस सामान पर कोई ताला है! आपकी राय सिर्फ उतनी ही मूल्यवान है, अगर इससे ज्यादा नहीं तो मेरी तुलना में। इनपुट के लिए धन्यवाद।
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

2
इस परिदृश्य में आम रेल सिर्फ इनलेट कई गुना नहीं है?
रेमर्कलिमा

16

कई मायनों में, आप 5 स्ट्रोक इंजन का वर्णन कर रहे हैं

5 स्ट्रोक इंजन AFR के लिए संपीड़न के एक माध्यमिक साधन प्रदान करने के लिए एक पिस्टन का उपयोग कर रहे हैं। हालांकि, हवा को इंजेक्ट नहीं करते हुए वे यांत्रिक तरीकों से हवा को संपीड़ित कर रहे हैं। आप वायु इंजेक्शन के साथ जो वर्णन करते हैं उसके लिए बड़े पैमाने पर हवा की आवश्यकता होती है।

क्रांति के हर 720 डिग्री पर 5 लीटर हवा की आवश्यकता वाले 5.0 लीटर इंजन के बारे में सोचें। 4,000 RPM पर आपको हर मिनट में 10,000 लीटर हवा की आवश्यकता होती है।

उत्सर्जन के लिए वायु इंजेक्शन

हवा को इंजेक्ट करने का विचार कोई अनोखा नहीं है। कैटेलिटिक कन्वर्टर्स में कम आरपीएम पर असंतृप्त ईंधन के ऑक्सीकरण के साथ कई निर्माता निकास में हवा इंजेक्ट कर रहे हैं । ये 70 के दशक के मध्य के शुरुआती संस्करण थे।


1
मुझे लगता है कि आप केवल एक ही हैं जो प्रश्न को समझते हैं।
मोआब

1
ओपी प्रज्वलन से पहले (या दौरान) दहन कक्ष में हवा को इंजेक्ट करने के बारे में पूछता है। "5-स्ट्रोक" दहन कक्ष से दूसरी बार विस्तार करने के लिए जलाए जाने के बाद, पोस्ट-विस्तार गैसों को ले जाता है। "एग्जॉस्ट रीज़निंग" "एयर इंजेक्शन" के बिल्कुल विपरीत है।
Agent_L

11

हाई प्रेशर गैस बनाना बहुत मुश्किल होता है, हाई प्रेशर लिक्विड की तुलना में बहुत कठिन। यह इसलिए है क्योंकि तरल पदार्थ संपीड़ित नहीं होते हैं, इसलिए आप उन्हें लगभग उतने ही कठोर बना सकते हैं जितना आप चाहते हैं, जबकि गैस आपके कंप्रेसिंग प्रयास में से अधिकांश को अवशोषित कर लेगी और बाकी को हीट (एडियाबेटिक हीटिंग) में बदल देगी। दबाव को हवा को संपीड़ित करने के लिए एक घूमने वाले पंप की आवश्यकता होती है जो सिलेंडर से थोड़ा बड़ा होता है। इसलिए समर्पित पंप के माध्यम से ऐसा करने के बजाय, हम एक घटक के साथ हवा को संपीड़ित करते हैं जो हमारे पास पहले से है। इन-प्लेस कम्प्रेशन एडियैबेटिक हीट रिसाइकल करने का अतिरिक्त लाभ देता है।

आप जो प्रस्ताव दे रहे हैं वह अच्छी तरह से 2-स्ट्रोक इंजन में फिट होगा। इसमें पहले से ही मध्यम उच्च दबाव वाली हवा की एक आम रेल है, सिलेंडर में हवा का प्रवेश इनलेट वाल्व (यदि एक है) द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, जैसा कि आम रेल इंजेक्टर ईंधन को इंजेक्ट करने के लिए खुला है। लेकिन हवा को इंजेक्ट करने के लिए आवश्यक शक्ति बहुत बड़ी होगी, बस अपनी जरूरतों को परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए: 2-शाफ्ट जूनर्स जुमो 205 को सैद्धांतिक रूप से बहुत मजबूत गियर की आवश्यकता होनी चाहिए ताकि यह निचले शाफ्ट से ऊपरी हिस्से तक बिजली पहुंचाए, जहां बिजली ली गई थी, लेकिन कंप्रेसर निचले शाफ्ट से दूर चला गया और इतनी शक्ति ले ली कि वास्तव में बहुत कम रह गई। लगभग आधा सकल उत्पादन एक कंप्रेसर द्वारा लिया गया था और उस इंजन का सेवन कई गुना दबाव तक पहुंच गया था, जो आपके लिए आवश्यक नहीं है।


9

यहाँ एक भिन्नता है जिसके बारे में मैंने बहुत लम्बाई में सोचा है। यहां तक ​​कि प्रारंभिक गणित के कुछ कर रहे हैं।

आईसी इंजन को हवा की आवश्यकता नहीं होती है। उन्हें ऑक्सीजन की जरूरत है । तो ... पूरी तरह से वेलवेट्रेन को खत्म करें, और इंजेक्टर के दो सेट हैं: एक तरल हाइड्रोकार्बन के लिए, और एक तरल ऑक्सीजन के लिए।

दी, मैं इस विचार मंथन में खर्च या सुरक्षा के मुद्दों पर विचार नहीं कर रहा हूं (मैं शायद ही कभी करता हूं।) मुझे वास्तव में एक पीजो या सोलनॉइड प्रकार इंजेक्टर, या यहां तक ​​कि एक एचपीओपी डीजल प्रकार भी नहीं मिला है, जो आवृत्ति और नाड़ी चौड़ाई पर काम करेगा। 7000 रेंज में क्रैंक RPM के साथ -300 डिग्री फ़ारेनहाइट पर LOx तापमान की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, वाल्व ट्रेन के खात्मे की तुलना में इसमें बहुत कुछ है। दहन कक्ष में एक गैस पर लौटने से LOx से एडियाबेटिक कूलिंग की कल्पना करें। मैं सही क्रैंक, रॉड, और पिस्टन सामग्री के साथ आश्वस्त हूं, आप सुरक्षित रूप से 15: 1 या 20: 1 संपीड़न चला सकते हैं, और साथ ही एक अद्भुत उत्सर्जन प्रोफ़ाइल भी रख सकते हैं। सिर को एक मोटी टिकाऊ इंजेक्शन प्लेट से ज्यादा कुछ नहीं किया जाएगा ... कोई हिलने वाला हिस्सा नहीं। निकास को दो-स्ट्रोक या wankel स्टाइल "खुलासा" पोर्ट द्वारा संभाला जा सकता है, संशोधित एटकिन्सन चक्र के साथ लम्बी निकास स्ट्रोक के साथ।

यह वास्तविकता से बहुत लंबा रास्ता है (खुद की तरह), लेकिन मुझे लगता है कि यह ओपी की अवधारणा पर व्यावहारिक बदलाव दिखाता है। एक बहुत छोटे छिद्र के माध्यम से इसे इंजेक्ट करने के लिए हवा को संपीड़ित करने से संभावित लाभ की तुलना में अधिक शक्ति खर्च होगी। लेकिन तरल ऑक्सीजन के एक टैंक में पहले से ही "काम" है, जो यथोचित रूप से मोबाइल / पोर्टेबल है, और इसमें बहुत बड़ा शीतलन प्रभाव है - शायद इतने बड़े पैमाने पर नाटकीय रूप से वापस पानी या ग्लाइकोल शीतलन प्रणाली को खत्म करने के लिए।

मैं आधिकारिक टेस्ट पायलट के लिए एक-एक दशक में स्वयंसेवकों को ले जाऊंगा। महिमा आपकी होगी। cuz कोई रास्ता नहीं मैं इसे में सवारी करने वाला हूँ ...


1
ULA उनके एकीकृत वाहन तरल पदार्थ (IVF) अवधारणा के हिस्से के रूप में उनके ACES रॉकेट चरण के लिए काम कर रहा है: मूल रूप से वे एक रॉकेट चरण के प्रणोदक और ऑक्सीजन की आपूर्ति से आंतरिक दहन इंजन चलाते हैं। ( ulalaunch.com/uploads/docs/Published_Papers/Extended_Duration/… )
होब्स

अच्छा! शायद मेरे जीवनकाल में नहीं
स्टीवरसन

यहां पृथ्वी पर LOX का उपयोग करने का बड़ा दोष यह है कि टैंक को ठंडा रखने की आवश्यकता है। आपको कम से कम उबाल रखने के लिए मोटी इन्सुलेशन और एक सक्रिय शीतलन प्रणाली की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, रॉकेट इंजन जो केरोसिन / LOX पर चलते हैं, ~ 2.2 LOX: 1 केरोसीन के मिश्रण पर चलते हैं, इसलिए हर 50 लीटर ईंधन के लिए आपको 110 लीटर LOX की आवश्यकता होती है। एक एलपीजी टैंक जो आकार में आधा ट्रंक स्थान लेता है, एक अछूता टैंक और भी खराब है।
होब्स

3

मुझे लगता है कि अवधारणा पिस्टन इंजन में हवा को पंप करने के लिए पिस्टन कंप्रेसर लेने की तरह होगी, इसलिए हवा कंप्रेसर पिस्टन पंप करने के लिए ऊर्जा इंजन पिस्टन द्वारा विकसित ऊर्जा का मुकाबला करेगी। गर्मी में इंजन में नुकसान जोड़ने से नकारात्मक लाभ होने की संभावना होगी।

लेकिन क्या यह संभव है कि इस अवधारणा को एक कॉम्पैक्ट और स्व-निहित रूप में महसूस किया जा सकता है जो V8 में पिस्टन का 1/2 हिस्सा लेगा और उन्हें कंप्रेशर्स में बदलकर हवा को संचालित पिस्टन में पंप करेगा। हो सकता है कि पूरे को चालू करें पंप पिस्टन के उत्पादन से बंधे सेवन के लिए मेहराबदार बंदरगाह का उपयोग करते हुए आसन्न पिस्टन के साथ एक दो चक्र में बात।


वास्तव में ओपी के सवाल का जवाब नहीं, फिर भी अच्छा विचार :) यह कुछ हद तक बिजली के नुकसान और हवा की अधिकता की गणना की आवश्यकता है, शायद टर्बोचार्ज्ड सिस्टम के रूप में एक इंटरकोलर की आवश्यकता है। मुझे यह भी आश्चर्य है कि "संपीड़न" चरण में इस हवा के अनावश्यक संपीड़न से बचने के लिए कैम और कैमशाफ्ट से कैसे निपटना है जो आपकी तकनीक से बचा जाएगा।
बेंज

0

सिलेंडर के लिए प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्टर इनलेट वाल्व के बन्द हो जाने के बाद और सीधे हवा में संपीड़ित होने से पहले (जो कि तेज / बंद होना पड़ता है) सिलेंडर में थोड़ा और अधिक हवा जोड़ने के लिए इस्तेमाल किया जाता है, कोई भी हवाई टैंक की जरूरत नहीं होती है अगर यह केवल इंजन चलाता है ( एक बेल्ट के माध्यम से)। और अगर यह रुक जाता है, तो इंजन के सामान्य प्रदर्शन पर इसका कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा क्योंकि यह एक तरह से वैधता है और हस्तक्षेप नहीं है। इस्तेमाल किए गए इंजेक्टर के आकार के आधार पर बस थोड़ी अधिक शक्ति देनी चाहिए।

हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.