बीएमडब्ल्यू एम 4 जीटीएस अपने जल इंजेक्शन प्रणाली में कम पानी की खपत कैसे प्राप्त करता है?


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बॉश ने हाल ही में लहरें बनाईं जब उसने अन्य बड़े पैमाने पर उत्पादित वाहनों को एम 4 जीटीएस 'जल-इंजेक्शन प्रणाली की पेशकश करने की योजना की घोषणा की

पानी इंजेक्शन कटाव

अब जल इंजेक्शन एक नई अवधारणा नहीं है; ब्रूस क्राउर ने लगभग एक दशक पहले सिक्स-स्ट्रोक इंजन को सुर्खियों में रखा था, लेकिन लेख इस ओर इशारा करते थे कि इसके लिए स्वच्छ पानी की महत्वपूर्ण आपूर्ति की आवश्यकता होगी:

प्रारंभिक अनुमानों से पता चलता है कि एक क्रॉलर चक्र इंजन ईंधन के रूप में लगभग गैलन पानी का उपयोग करेगा।

इस सवाल ने क्या संकेत दिया कि बॉश का दावा है कि पानी की टंकी को हर 1800 मील (लगभग 2900 किमी) एक बार फिर से भरने की आवश्यकता है ।

यह परिमाण कम पानी की खपत का एक क्रम है। कैसे?

लिंक किए गए लेख में वीडियो से, ऐसा नहीं लगता है कि वे पानी के किसी भी रीसाइक्लिंग / छानने का काम कर रहे हैं।

बेशक, यह हो सकता है कि आवश्यक पानी की मात्रा किशोर-अजीब हो, लेकिन मैं यह नहीं देखता कि यह बॉश डिजाइन और क्रॉकर सिक्स-स्ट्रोक के बीच के अंतर-परिमाण के अंतर को कैसे समझाएगा।


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अच्छा प्रश्न! +1
DucatiKiller

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मेरा मानना ​​है कि अंतर यह है कि 6 स्ट्रोक इंजन में पानी का इस्तेमाल बिजली निकालने के लिए किया जा रहा है, इसलिए दहन (वाष्पीकरण?) कक्ष पर दबाव डालने के लिए वास्तव में पर्याप्त रूप से विस्तार करने के लिए पर्याप्त होना चाहिए, जहां चार स्ट्रोक में पानी के इंजेक्शन का उपयोग करना है? बाष्पीकरणीय ठंडा करने के लिए खटखटाहट को रोकने के लिए, जिसमें काफी कम पानी की आवश्यकता होती है।
लेथजॉकी81

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Now water injection isn't a new concept; ऐसा नहीं है, यह सच है: यह एक प्रदर्शन को बढ़ावा देने के लिए WWII से पहले भी हवाई जहाजों के उपयोग में रहा है ।
पेप्परका

@ Lathejockey81 आपको लगता है कि हो जाना चाहिए एक जवाब में
ज़ैद

लगता है कि पॉलस्टर ने मुझे मौका मिलने से पहले इसे बहुत अच्छी तरह से कवर किया।
लताजेकी8181

जवाबों:


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अहा, यहाँ मैं जो मानता हूं वही सच्चा उत्तर है

जबकि MotoGP M4 बूट में मैन्युअल रूप से भरे टैंक से अपना पानी खींचता है, हालांकि, बीएमडब्ल्यू का नवीनतम वाटर-कूल्ड प्रोटोटाइप एक वॉटर रिकवरी सिस्टम के साथ फिट किया गया है जो एयर कंडीशनिंग सिस्टम से संघनित पानी के साथ लगातार खुद को सबसे ऊपर रखता है।

मजेदार, मेरे भाई और मैं पानी के इंजेक्शन पर चर्चा कर रहे थे, और हमने एसी सिस्टम से पानी का उपयोग करने का सुझाव दिया। मैंने सोचा कि अगर किसी ने इसके बारे में सोचा था, तो यह पता लगाने के लिए मैं यह शोध करूँगा और ... टाडा!


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अब यह निश्चित रूप से अतिरिक्त सीमा की व्याख्या कर सकता है कि मेरी गणना उचित नहीं थी :) महान खोज!
सईद

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इंजन के साथ क्या हो रहा है, इसमें दो प्रमुख अंतर हैं।

क्राउर इंजन डिज़ाइन छह स्ट्रोक का उपयोग करता है ताकि यह पूरा हो सके। यह एक अतिरिक्त पॉवर स्ट्रोक बनाने के लिए अतिरिक्त दो स्ट्रोक का उपयोग करता है (ताकि आपके पास प्रत्येक दो घुमावों के लिए ओटो चक्र के सिंगल पावर स्ट्रोक के बजाय क्रैंकशाफ्ट के तीन क्रांतियों में दो पावर स्ट्रोक होंगे)। यह विचार गर्मी ऊर्जा का उपयोग करने के लिए है जो पहले से ही है, जो अन्यथा पूंछ पाइप से बाहर निकल जाएगा या रेडिएटर के माध्यम से सिम्फोन बंद हो जाएगा। इसे पूरा करने के लिए हर समय पानी का उपयोग किया जा रहा है।

बीएमडब्ल्यू के लिए पानी का उपयोग कर रहा है क्या पानी इंजेक्शन के विशिष्ट विचार है। कि यह सिलेंडर में विस्फोट को नियंत्रित करने के लिए इसका उपयोग किया जा रहा है। जब तक इंजन को तनावपूर्ण परिस्थितियों में इसकी आवश्यकता नहीं होती, तब तक पानी का उपयोग नहीं किया जाएगा। फिर जब इसका उपयोग किया जाता है, तो इसे केवल संयम से उपयोग किया जाता है ... बस यह सुनिश्चित करने के लिए पर्याप्त है कि विस्फोट को रोक दिया गया है। यह इंजन को मारने के डर के बिना इंजन से उच्च शक्ति आउटपुट की अनुमति देता है।

पानी का उपयोग करना या तो किसी भी स्थिति में कितना अच्छा है, इसकी थोड़ी पृष्ठभूमि के लिए, कई कारण हैं:

  1. पानी की विस्तार दर भाप के रूप में बदल जाती है। 300 ° C पानी में लगभग 3300: 1 की दर से विस्तार होगा। मेरी समझ में यह जलने के कारण वायु / ईंधन के विस्तार से कहीं अधिक है। इसके अलावा, यदि आप भाप के साथ गर्म होते हैं, तो यह अधिक विस्तार करेगा।
  2. जल के रूप में यह भाप के लिए बदल जाता है दहन कक्ष और सिलेंडर को साफ करता है। एक साफ इंजन एक खुश इंजन है।
  3. पानी एक विस्फोट reducer के रूप में कार्य करता है। यह चीजों को करने के बीएमडब्ल्यू तरीके की ओर अधिक लागू होता है, लेकिन फिर भी लागू होता है। पानी प्रभाव में ऑक्टेन के लगभग 10 अंक जोड़ सकता है (आर + एम / 2 विधि का उपयोग करके)। 91 ओकटाइन ईंधन के बजाय, अब आपके पास 101 ऑक्टेन ईंधन ... अच्छा सामान है।
  4. प्रेरण प्रणाली में पानी ऊर्जा के अवशोषण के कारण अधिक घने सेवन चार्ज बनाता है। पानी इसे बहुत चूस सकता है। यह फिर से, बातें करने के बीएमडब्ल्यू तरीके की ओर अधिक लागू होता है।
  5. चूंकि पानी का इंजेक्शन दहन तापमान को कम करता है, यह नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) की मात्रा को बहुत कम कर देता है जो तब बनता है जब चीजें बहुत गर्म हो जाती हैं। तीन प्रमुख प्रदूषकों में से जो आमतौर पर दहन प्रक्रिया (हाइड्रो कार्बन्स [HC]] और कार्बन मोनोऑक्साइड [CO] अन्य दो होते हैं) में निर्मित होते हैं, NOx संरचनाएं संभवतः आपके या मेरे जैसे वायु-संवेगों के लिए सबसे अधिक हानिकारक होती हैं।

शायद और भी कारण हैं, लेकिन ये कुछ अच्छे हैं।


इस विशेष सेटअप में एक और संभावित लाभ: ऐसा लगता है कि पानी का इंजेक्शन भी सेवन वाल्व को साफ रखने में मदद कर सकता है ... बशर्ते तेल जमा रखने के लिए पर्याप्त गर्मी उपलब्ध हो।
लतीहजॉकी81

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से http://www.m-power.com/_open/s/varlink2.jsp?id=3301&lang=en :

बीएमडब्ल्यू एम 4 मोटोजीपी सेफ्टी कार के बूट में स्थित एक पानी की टंकी है जिसमें लगभग पांच लीटर की सकल मात्रा है, जिसमें पानी पंप, सेंसर और वाल्व हैं। सेंसर और एक्ट्यूएटिंग तत्वों के पंप और संपूर्ण सिस्टम को इंजन इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिन्हें तदनुसार उन्नत किया गया है। अभ्यास में, पंप दस बार के दबाव में इंजेक्टरों को पानी खिलाता है, जिससे लोड, इंजन की गति और तापमान के आधार पर उचित मात्रा में आपूर्ति की जाती है। यह सुनिश्चित करता है कि पानी की खपत को पूर्णतम रखा जाए। रेसट्रैक पर कठोर कार्रवाई में, जब भी कार को ईंधन भरना होगा, तो पानी की आपूर्ति को फिर से भरना आवश्यक है। मानक संचालन के दौरान, पानी की रिफिल के बीच का अंतराल ड्राइविंग शैली के आधार पर काफी लंबा होता है। मोटरवे पर तेज गति से वाहन चलाने पर भी, केवल पानी के कंटेनर को ईंधन भरने के लिए हर पांच स्टॉप को फिर से भरना आवश्यक है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रणाली दैनिक उपयोग के लिए यथासंभव उपयुक्त है, इसके लिए किसी अतिरिक्त रखरखाव की आवश्यकता नहीं है।

दूसरे शब्दों में, आपकी कार पर सामान्य उपयोग के लिए, इंजन खटखटाने से रोकने के लिए आवश्यक पानी की मात्रा इतनी कम है कि 5 लीटर टैंक पर्याप्त मात्रा में माइलेज देने के लिए पर्याप्त है।

शानदार सवाल, बीटीडब्लू।


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माई मुस्सिंग

दो दृष्टिकोणों के बीच अंतर स्पष्ट हो जाता है; वे वास्तव में अलग परिमाण के आदेश हैं :

  • पानी के इंजेक्शन के लिए औसतन 9 cc / मिनट की आवश्यकता होती है
  • क्राउन सिक्स-स्ट्रोक के लिए औसतन 572 cc / मिनट की आवश्यकता होती है

गणना, नीचे सूचीबद्ध मान्यताओं।


बॉश सेटअप

इस लेख में दावा किया गया है कि पानी का इंजेक्शन सिस्टम कूलिंग का अतिरिक्त 80 ° F (44 ° C) प्रदान करता है :

सिस्टम के डिजाइन और आकार, और वाहन के वायुगतिकी के आधार पर, प्लेनम कक्ष में प्रवेश करने से पहले 160 डिग्री फेरनहाइट तक सेवन हवा के तापमान को कम करने के लिए इंटरकोलर का उपयोग करना संभव है। इसका मतलब है कि बूस्ट प्रेशर बढ़ाकर बस इंजन पावर बढ़ाना कोई विकल्प नहीं है क्योंकि इसका मतलब होगा कि नॉक थ्रेशोल्ड को पार करना।

यह वह जगह है जहां बीएमडब्ल्यू एम डिवीजन का समाधान आता है: अगर पानी का सेवन प्लेन चैंबर में एक ठीक स्प्रे धुंध में इंजेक्ट किया जाता है , तो अतिरिक्त 80 ° F द्वारा सेवन हवा के तापमान को कम करना संभव है


महान। चलो कुछ नंबरों को क्रंच करें:

  • मान लें कि M4 इंजन का औसत नियमित संचालन के दौरान 1500 RPM है

    इस गति से इंजन द्वारा घेरे गए वायु आयतन की दर है:

    = 2979 cc * 1500 RPM / 2    # divide by 2 because four-stroke
    = 2,234,250 cc / min
    = 37 liters / second
    = 0.037 m3/s
    
  • ट्विन टर्बोस चरम उत्कर्ष पर 18.1 साई विकसित करता है , तो आइए औसतन 4-5 साई बूस्ट बढ़ाएं।

    Absolute pressure at intake valve = 14.7 + 4 = 18.7 psi
    

    एक अच्छा सेवन हवा के तापमान को मानते हुए

    Air density at 18.7 psi, 50 °C = 1.39 kg/m3
    

    (सौभाग्य से हमारे लिए, यह एक प्रत्यक्ष इंजेक्शन सेटअप है, इसलिए वुल्फरामअल्फा की वायु के लिए थर्मोडायनामिक गुण उपयोगी हैं)

  • दो और दो को एक साथ रखना, औसत द्रव्यमान वायु प्रवाह दर (@ 100% वॉल्यूमेट्रिक दक्षता) है:

    Mass air flow rate = 1.39 kg/m3 * 0.037 m3/s
                       = 0.0514 kg/s
    

    (यह सवाल भीख माँगता है: यहाँ मानने के लिए एक उचित मात्रात्मक दक्षता क्या है? उस पर बाद में)

  • इन परिस्थितियों में वायु परिवर्तन तापमान कितना ऊर्जा बनाता है?

    जाहिरा तौर पर 719.5 J / (kg-K)

  • और पानी को भाप में बदलने में कितनी ऊर्जा लगती है?

    पानी के वाष्पीकरण की अव्यक्त गर्मी = 2,230,000 जे / किग्रा

    वह ऊर्जा की एक महाकाव्य राशि है। यह पानी की विशिष्ट गर्मी को बौना करता है, जो 4200 J / (kg- ° C) है।

  • तो, औसत जल प्रवाह दर की आवश्यकता क्या है?

    @ 100% VE, प्रति सेकंड 44 :C से हवा का तापमान बदलने के लिए आवश्यक ऊर्जा है:

    = m • Cv • ( T1 - T2 )
    = 0.0514 • 719.5 • 44
    = 1630 J
    

    यह बहुत पानी में अनुवाद नहीं करता है:

    प्रति सेकंड पानी के प्रवाह की आवश्यकता होती है:

    = Energy ÷ ( latent heat of vaporization )
    = 1630 J / 2,230,000 J/kg
    = 0.00073 kg
    = 0.73 g
    

    दूसरे शब्दों में, लगभग 44 cc / मिनट @ 100% VE

    यदि वास्तविक विश्व VE 20% है, जो कि भाग-थ्रॉटल पर अपेक्षित है, तो वह लगभग 9 cc / मिनट तक घटता है ।

  • प्रति anonymous2 के जवाब पानी की टंकी 5000 सीसी है

    तो 9 cc / मिनट पर, पानी की टंकी लगभग 9.25 घंटे तक रहना चाहिए ।

    यदि 1500 RPM पर वाहन की औसत गति 45 मील प्रति घंटे की तरह है, तो टैंक लगभग 40 घंटे तक चलना चाहिए ।

    4x विसंगति कई मान्यताओं में से एक के लिए नीचे हो सकती है। कम से कम गणना मूल्य सही बॉलपार्क में है।


द क्रॉउर सिक्स-स्ट्रोक

(यह बहुत सीधा है)

  • पानी की न्यूनतम राशि के लिए एक उचित माध्यमिक शक्ति स्ट्रोक लागू करने की आवश्यकता ...

    एक होगा जिसमें भाप सिलेंडर के विस्थापन पर कब्जा कर लेता है:

    Steam required = displacement * RPM / 3  # once per three crank revs
                   = 2979 cc * 1500 RPM / 3
                   = 1,489,500 cc / min
    

    यह लगभग 1500 एल / मिनट, या 0.25 एम 3 / एस है

  • उसके लिए कितना पानी चाहिए?

    सिलेंडर सिर के तापमान पर निर्भर करता है, लेकिन 0.8 बार और 350 ° F मानकर , विस्तार अनुपात लगभग 2600: 1 है

    तो कुल जल प्रवाह दर आवश्यक:

    = 1,489,500 cc / min ÷ 2600
    = 572 cc / min
    
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