કારણ કે વિષય જટિલ છે, ચાલો નિસાનનું VC-T વેરીએબલ કમ્પ્રેશન એન્જિન આટલું અસાધારણ કેમ છે તે સમજવા માટે સૌ પ્રથમ સંકોચન ગુણોત્તર ખ્યાલને ટૂંકમાં સમજાવીએ? તેથી હું કેટલીક અચોક્કસતાના જોખમે, સરળ બનાવવાનો પ્રયાસ કરીશ - જો આવું થાય તો તમે હંમેશા અમારા Facebook પર જઈ શકો છો અને અમને ટિપ્પણી કરી શકો છો.
શું રેટ કરો?
કમ્પ્રેશન રેશિયો એ સિલિન્ડરની અંદર આપેલ વોલ્યુમને કેટલી વખત સંકુચિત કરવામાં આવે છે તે જથ્થો છે. પ્રાયોગિક ઉદાહરણ: 10:1 રેશિયોવાળા 1.0 લિટર ચાર-સિલિન્ડર એન્જિનમાં 250 cm³ સિલિન્ડર હોય છે જે, તેમના ટોચના ડેડ સેન્ટર પર, મિશ્રણને માત્ર 25 cm³ - એટલે કે તેના જથ્થાના દસમા ભાગ સુધી સંકુચિત કરે છે ( 10 :1). સંકોચન ગુણોત્તર સમજૂતીનું જટિલ સંસ્કરણ અહીં જોઈ શકાય છે.અને શા માટે આ એટલું મહત્વનું છે?
કારણ કે એન્જિનનો કમ્પ્રેશન રેશિયો જેટલો વધારે તેટલી તેની કાર્યક્ષમતા વધારે છે. એન્જિનનું કમ્પ્રેશન જેટલું વધારે છે, વિસ્ફોટના પરિણામે વાયુઓનું વિસ્તરણ તેટલું ઝડપથી થાય છે અને પરિણામે પિસ્ટન અને કનેક્ટિંગ સળિયાનું વંશ વધુ ઝડપથી થાય છે, અને તેથી ક્રેન્કશાફ્ટનું વિસ્થાપન વધુ ઝડપથી થાય છે - પરિણામે વાહનમાં વધુ હિલચાલ પ્રસારિત થાય છે. વ્હીલ્સ તેથી જ સ્પોર્ટ્સ કારમાં ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો હોય છે - ઉદાહરણ તરીકે, Audi R8 નું V10 એન્જિન તેના વોલ્યુમ કરતાં 12.7 ગણું કોમ્પ્રેસ કરે છે.
તો શા માટે બધી કારમાં ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો નથી?
બે કારણોસર: પહેલું કારણ એ છે કે મિશ્રણ પૂર્વ-વિસ્ફોટ થાય છે અને બીજું કારણ એ છે કે ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો સાથે એન્જિન બનાવવું ખર્ચાળ છે. પરંતુ ચાલો પહેલા પ્રથમ કારણ પર જઈએ. જેમ જેમ કમ્પ્રેશન રેશિયો વધે છે, તેમ કમ્બશન ચેમ્બરની અંદર હવા-ઇંધણના મિશ્રણનું તાપમાન પણ વધે છે અને તાપમાનમાં આ વધારો પિસ્ટન ટોચના ડેડ સેન્ટર સુધી પહોંચે તે પહેલાં ઇગ્નીશન તરફ દોરી શકે છે. આ ઘટનાનું નામ પ્રી-ડિટોનેશન છે અને આ અસરને કારણે કાર બ્રાન્ડ્સને રૂઢિચુસ્ત કમ્પ્રેશન રેશિયો સાથે એન્જિન બનાવવાની ફરજ પાડવામાં આવે છે, મહત્તમ કાર્યક્ષમતાના ખર્ચે એન્જિનને આ ઘટનાથી બચાવવા માટે રચાયેલ ઇગ્નીશન અને ઇન્જેક્શન નકશા સાથે.બીજી બાજુ, ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો સાથે એન્જિનનું ઉત્પાદન કરવું પણ મોંઘું છે (બ્રાન્ડ માટે અને તેથી ગ્રાહકો માટે...). કારણ કે ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયોવાળા એન્જિનમાં પ્રી-ડિટોનેશન ટાળવા માટે, બ્રાન્ડ્સને ઉમદા અને વધુ પ્રતિરોધક સામગ્રીનો આશરો લેવો પડે છે જે એન્જિનમાં ઉત્પન્ન થતી ગરમીને વધુ અસરકારક રીતે વિખેરી નાખે છે.
નિસાન (છેવટે!) ઉકેલ શોધે છે
છેલ્લા 25 વર્ષોમાં ઘણી બ્રાન્ડ્સે આ સ્તર સુધીના એન્જિનની મર્યાદાઓને દૂર કરવાનો અસફળ પ્રયાસ કર્યો છે. સાબ એ બ્રાન્ડ્સમાંની એક હતી જે નજીક આવી હતી, તેણે ક્રાંતિકારી એન્જિન પણ રજૂ કર્યું હતું, જે એન્જિન હેડની બાજુની હિલચાલને કારણે, કમ્બશન ચેમ્બરની ક્યુબિક ક્ષમતા વધારવા અથવા ઘટાડવામાં વ્યવસ્થાપિત હતું. અને તેથી કમ્પ્રેશન રેશિયો. સમસ્યા? સિસ્ટમમાં વિશ્વસનીયતાની ખામીઓ હતી અને તેને ઉત્પાદનમાં ક્યારેય બનાવ્યું ન હતું. ખુશીથી…
અમે કહ્યું તેમ નિસાન ઉકેલ શોધવા માટે પ્રથમ બ્રાન્ડ હતી. એક બ્રાન્ડ જે સપ્ટેમ્બરમાં પેરિસ મોટર શોમાં વિશ્વનું પ્રથમ વેરિયેબલ કમ્પ્રેશન એન્જિન રજૂ કરશે. તે 274 hp અને 390 Nm મહત્તમ ટોર્ક સાથેનું 2.0 ટર્બો એન્જિન છે. આ એન્જિન શરૂઆતમાં ફક્ત યુ.એસ.એ.માં લોન્ચ કરવામાં આવશે, જે 3.5 V6 એન્જિનને બદલે છે જે હાલમાં ઈન્ફિનિટી મોડલ્સ (નિસાનના પ્રીમિયમ મોડલ વિભાગ)ને સજ્જ કરે છે.
નિસાને આ કેવી રીતે હાંસલ કર્યું?
તે મેલીવિદ્યા હતી. હું મજાક કરું છું… તે શુદ્ધ એન્જિનિયરિંગ હતું. પરંપરાગત એન્જિનમાં કનેક્ટિંગ સળિયા (તે હાથ જે પિસ્ટનને “પકડે છે”) સીધા ક્રેન્કશાફ્ટ સાથે જોડાયેલા હોય છે, નિસાનના વીસી-ટી એન્જિનમાં આવું થતું નથી. જેમ તમે નીચેની છબીમાં જોઈ શકો છો:
આ ક્રાંતિકારી નિસાન એન્જિનમાં મુખ્ય કનેક્ટિંગ સળિયાની લંબાઈ ઓછી કરવામાં આવી હતી અને તેને ક્રેન્કશાફ્ટમાં પિવૉટ કરાયેલા મધ્યવર્તી લિવર સાથે જોડવામાં આવી હતી અને કનેક્ટિંગ સળિયાની સામે બીજા જંગમ કનેક્ટિંગ સળિયા સાથે જોડવામાં આવી હતી જે પિસ્ટનની હિલચાલની મર્યાદામાં બદલાય છે. જ્યારે એન્જિન કંટ્રોલ યુનિટ નક્કી કરે છે કે કમ્પ્રેશન રેશિયો વધારવો અથવા ઘટાડવો જરૂરી છે, ત્યારે એક્ટ્યુએટર ઇન્ટરમીડિયેટ લિવરનો કોણ બદલી નાખે છે, કનેક્ટિંગ સળિયાને વધારતા અથવા ઘટાડે છે અને તેથી કમ્પ્રેશન 8:1 અને 14:1 ની વચ્ચે બદલાય છે. આમ, નિસાન એન્જીન બંને વિશ્વના શ્રેષ્ઠને જોડવાનું સંચાલન કરે છે: ઓછી આરપીએમ પર મહત્તમ કાર્યક્ષમતા અને ઉચ્ચ આરપીએમ પર વધુ પાવર, પ્રી-ડિટોનેશન અસરને ટાળીને.
એન્જિનના કમ્પ્રેશન રેશિયોમાં આ ભિન્નતા માત્ર અસરકારક રીતે અને કોઈપણ આરપીએમ રેન્જમાં જ શક્ય છે, સમગ્ર એન્જિનમાં ફેલાયેલા અસંખ્ય સેન્સર્સને કારણે. આ વાસ્તવિક સમયમાં ECU ને પ્રતિ સેકન્ડ હજારો માહિતી મોકલે છે (હવાનું તાપમાન, કમ્બશન ચેમ્બર, ઇન્ટેક, ટર્બો, મિશ્રણમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ વગેરે), સંકોચન ગુણોત્તરને તે મુજબ બદલવાની મંજૂરી આપે છે. જરૂરિયાતો વાહનની. આ એન્જિન એટકિન્સન ચક્રનું અનુકરણ કરવા માટે ચલ વાલ્વ ટાઇમિંગ સિસ્ટમથી પણ સજ્જ છે, જેમાં ઇન્ટેક વાલ્વ લાંબા સમય સુધી ખુલ્લા રહે છે જેથી તેમાંથી હવા બહાર નીકળી શકે, આમ કમ્પ્રેશન તબક્કામાં એન્જિનના એરોડાયનેમિક પ્રતિકારને ઘટાડે છે.
જેઓ વારંવાર આંતરિક કમ્બશન એન્જિનના અંતની ઘોષણા કરે છે તેઓએ "ગિટારને બેગમાં રાખવા" માટે પાછા જવું જોઈએ. . "જૂના" આંતરિક કમ્બશન એન્જિનો પહેલેથી જ 120 વર્ષથી વધુ જૂના છે અને લાગે છે કે તે અહીં રહેવા માટે છે. આ સોલ્યુશન ભરોસાપાત્ર રહેશે કે કેમ તે જોવાનું રહે છે.
થોડો વધુ ઇતિહાસ?
આંતરિક કમ્બશન એન્જિનની ફરજ ચક્ર કાર્યક્ષમતા પર કમ્પ્રેશન રેશિયોની અસરો પર પ્રથમ અભ્યાસ 1920નો છે, જ્યારે બ્રિટીશ એન્જિનિયર હેરી રિકાર્ડો રોયલ એર ફોર્સ (RAF) ના એરોનોટિકલ ડેવલપમેન્ટ વિભાગના વડા હતા. તેના સૌથી મહત્વપૂર્ણ મિશનમાંનું એક RAF એરક્રાફ્ટના ઉચ્ચ બળતણ વપરાશ અને પરિણામે તેમની ટૂંકી ફ્લાઇટ રેન્જ માટે ઉકેલ શોધવાનું હતું. આ સમસ્યાના કારણો અને ઉકેલોનો અભ્યાસ કરવા માટે, હેરી રિકાર્ડોએ વેરિયેબલ કમ્પ્રેશન સાથે એક પ્રાયોગિક એન્જિન વિકસાવ્યું જ્યાં તેને (અન્ય વસ્તુઓની સાથે) જાણવા મળ્યું કે કેટલાક ઇંધણ વિસ્ફોટ માટે વધુ પ્રતિરોધક છે. આ અભ્યાસ પ્રથમ ફ્યુઅલ ઓક્ટેન રેટિંગ સિસ્ટમની રચનામાં પરિણમ્યો.
તે આ અભ્યાસોને આભારી છે કે, પ્રથમ વખત, તે તારણ કાઢવામાં આવ્યું હતું કે ઉચ્ચ કમ્પ્રેશન રેશિયો વધુ કાર્યક્ષમ છે અને સમાન યાંત્રિક ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓછા બળતણની જરૂર છે. તે આ સમયથી હતું કે 25 લિટર ઘન ક્ષમતાવાળા કદાવર એન્જિનો - જે આપણે પ્રથમ વિશ્વ યુદ્ધના વિમાનોથી જાણીએ છીએ - નાના અને વધુ કાર્યક્ષમ એકમોને માર્ગ આપવાનું શરૂ કર્યું. ટ્રાન્સએટલાન્ટિક મુસાફરી વાસ્તવિકતા બની હતી અને યુદ્ધ દરમિયાન વ્યૂહાત્મક મર્યાદાઓ (એન્જિનની શ્રેણીને કારણે) દૂર કરવામાં આવી હતી.
