ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ വേരിയബിൾ കംപ്രഷൻ എഞ്ചിൻ നിസ്സാൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു

വിഷയം സങ്കീർണ്ണമായതിനാൽ, നിസാന്റെ VC-T വേരിയബിൾ കംപ്രഷൻ എഞ്ചിൻ വളരെ അസാധാരണമായിരിക്കുന്നത് എന്തുകൊണ്ടാണെന്ന് മനസിലാക്കാൻ ആദ്യം കംപ്രഷൻ അനുപാത ആശയം ഹ്രസ്വമായി വിശദീകരിക്കാം? അതിനാൽ, ചില കൃത്യതയില്ലായ്മയുടെ അപകടസാധ്യതയിൽ ഞാൻ ലളിതമാക്കാൻ ശ്രമിക്കും - അങ്ങനെ സംഭവിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് എല്ലായ്പ്പോഴും ഞങ്ങളുടെ Facebook-ലൂടെ പോയി ഞങ്ങൾക്ക് ഒരു അഭിപ്രായം ഇടാം.

എന്താണ് റേറ്റ് ചെയ്യുക?

ഒരു നിശ്ചിത വോളിയം സിലിണ്ടറിനുള്ളിൽ എത്ര തവണ കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ് കംപ്രഷൻ അനുപാതം. പ്രായോഗിക ഉദാഹരണം: 10:1 അനുപാതത്തിലുള്ള 1.0 ലിറ്റർ ഫോർ-സിലിണ്ടർ എഞ്ചിന് 250 cm³ സിലിണ്ടറുകൾ ഉണ്ട്, അവയുടെ മുകളിലെ ഡെഡ് സെന്ററിൽ, മിശ്രിതത്തെ വെറും 25 cm³ വോളിയത്തിലേക്ക് ചുരുക്കുക - അതായത്, അതിന്റെ അളവിന്റെ പത്തിലൊന്ന് ( 10:1). കംപ്രഷൻ അനുപാത വിശദീകരണത്തിന്റെ സങ്കീർണ്ണമായ പതിപ്പ് ഇവിടെ കാണാം.

എന്തുകൊണ്ട് ഇത് വളരെ പ്രധാനമാണ്?

കാരണം എഞ്ചിന്റെ കംപ്രഷൻ അനുപാതം കൂടുന്തോറും അതിന്റെ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിക്കും. എഞ്ചിന്റെ കംപ്രഷൻ കൂടുന്തോറും സ്ഫോടനത്തിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വാതകങ്ങളുടെ വികാസം വേഗത്തിലാവുകയും തൽഫലമായി പിസ്റ്റണിന്റെയും കണക്റ്റിംഗ് വടിയുടെയും ഇറക്കവും വേഗത്തിലാകുകയും ക്രാങ്ക്ഷാഫ്റ്റിന്റെ സ്ഥാനചലനം വേഗത്തിലാകുകയും ചെയ്യുന്നു - ആത്യന്തികമായി വാഹനത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ ചലനം കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ചക്രങ്ങൾ. അതുകൊണ്ടാണ് സ്പോർട്സ് കാറുകൾക്ക് ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതം ഉള്ളത് - ഉദാഹരണത്തിന്, ഓഡി R8-ന്റെ V10 എഞ്ചിൻ അതിന്റെ വോളിയത്തിന്റെ 12.7 മടങ്ങ് കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നു.

എന്തുകൊണ്ടാണ് എല്ലാ കാറുകൾക്കും ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതങ്ങൾ ഇല്ലാത്തത്?

രണ്ട് കാരണങ്ങളാൽ: ആദ്യത്തെ കാരണം, മിശ്രിതം മുൻകൂട്ടി പൊട്ടിത്തെറിക്കുന്നു, രണ്ടാമത്തെ കാരണം ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതമുള്ള ഒരു എഞ്ചിൻ നിർമ്മിക്കുന്നത് ചെലവേറിയതാണ്. എന്നാൽ ആദ്യം നമുക്ക് ആദ്യത്തെ കാരണത്തിലേക്ക് പോകാം. കംപ്രഷൻ അനുപാതം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, ജ്വലന അറയ്ക്കുള്ളിലെ വായു-ഇന്ധന മിശ്രിതത്തിന്റെ താപനില വർദ്ധിക്കുകയും താപനിലയിലെ ഈ വർദ്ധനവ് പിസ്റ്റൺ മുകളിലെ ഡെഡ് സെന്ററിൽ എത്തുന്നതിന് മുമ്പ് ജ്വലനത്തിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യും. ഈ പ്രതിഭാസത്തിന്റെ പേര് പ്രീ-ഡിറ്റണേഷൻ എന്നാണ്, ഈ പ്രഭാവം കാരണം യാഥാസ്ഥിതിക കംപ്രഷൻ അനുപാതങ്ങളുള്ള എഞ്ചിനുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കാർ ബ്രാൻഡുകൾ നിർബന്ധിതരാകുന്നു. പരമാവധി കാര്യക്ഷമതയുടെ ചെലവിൽ ഈ പ്രതിഭാസത്തിൽ നിന്ന് എഞ്ചിനെ സംരക്ഷിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഇഗ്നിഷനും ഇഞ്ചക്ഷൻ മാപ്പുകളും ഉപയോഗിച്ച്.

മറുവശത്ത്, ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതമുള്ള എഞ്ചിനുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതും ചെലവേറിയതാണ് (ബ്രാൻഡുകൾക്കും അതിനാൽ ഉപഭോക്താക്കൾക്കും...). ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതമുള്ള എഞ്ചിനുകളിൽ പ്രീ-ഡിറ്റൊണേഷൻ ഒഴിവാക്കാൻ, ബ്രാൻഡുകൾ എഞ്ചിനിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന താപത്തെ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായി പുറന്തള്ളാൻ ശ്രേഷ്ഠവും കൂടുതൽ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതുമായ പദാർത്ഥങ്ങൾ അവലംബിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

നിസ്സാൻ (അവസാനം!) പരിഹാരം കണ്ടെത്തി

കഴിഞ്ഞ 25 വർഷമായി നിരവധി ബ്രാൻഡുകൾ ഈ നിലയിലേക്ക് എഞ്ചിനുകളുടെ പരിമിതികൾ മറികടക്കാൻ പരാജയപ്പെട്ടു. എഞ്ചിൻ തലയുടെ ലാറ്ററൽ ചലനത്തിന് നന്ദി, ജ്വലന അറയുടെ ക്യൂബിക് കപ്പാസിറ്റി കൂട്ടാനോ കുറയ്ക്കാനോ കഴിഞ്ഞ ഒരു വിപ്ലവകരമായ എഞ്ചിൻ അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് അടുത്തെത്തിയ ബ്രാൻഡുകളിലൊന്നാണ് സാബ്. അതിനാൽ കംപ്രഷൻ അനുപാതം. പ്രശ്നം? സിസ്റ്റത്തിന് വിശ്വാസ്യത കുറവുകൾ ഉണ്ടായിരുന്നു, അത് ഒരിക്കലും ഉൽപ്പാദനത്തിൽ വരുത്തിയിട്ടില്ല. സന്തോഷത്തോടെ…

ഇതിനൊരു പരിഹാരം കണ്ടെത്തിയ ആദ്യത്തെ ബ്രാൻഡ്, ഞങ്ങൾ പറഞ്ഞതുപോലെ, നിസ്സാൻ ആയിരുന്നു. സെപ്റ്റംബറിൽ പാരീസ് മോട്ടോർ ഷോയിൽ ലോകത്തിലെ ആദ്യത്തെ വേരിയബിൾ കംപ്രഷൻ എഞ്ചിൻ അവതരിപ്പിക്കുന്ന ഒരു ബ്രാൻഡ്. 274 എച്ച്പി കരുത്തും 390 എൻഎം പരമാവധി ടോർക്കും നൽകുന്ന 2.0 ടർബോ എൻജിനാണിത്. നിലവിൽ ഇൻഫിനിറ്റി മോഡലുകൾ (നിസാന്റെ പ്രീമിയം മോഡൽ ഡിവിഷൻ) സജ്ജീകരിക്കുന്ന 3.5 V6 എഞ്ചിന് പകരമായി ഈ എഞ്ചിൻ തുടക്കത്തിൽ യു.എസ്.എയിൽ മാത്രമേ പുറത്തിറക്കൂ.

നിസ്സാൻ എങ്ങനെയാണ് ഇത് നേടിയത്?

അത് മന്ത്രവാദമായിരുന്നു. ഞാൻ തമാശ പറയുകയാണ്... അത് ശുദ്ധ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആയിരുന്നു. പരമ്പരാഗത എഞ്ചിനുകളിൽ, ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വടികൾ (പിസ്റ്റൺ "പിടിക്കുന്ന" കൈ) ക്രാങ്ക്ഷാഫ്റ്റിൽ നേരിട്ട് ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, നിസാന്റെ VC-T എഞ്ചിനിൽ ഇത് സംഭവിക്കുന്നില്ല. ചുവടെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ:

ഈ വിപ്ലവകരമായ നിസ്സാൻ എഞ്ചിനിൽ പ്രധാന കണക്ടിംഗ് വടിയുടെ നീളം കുറയ്ക്കുകയും ക്രാങ്ക്ഷാഫ്റ്റിലേക്ക് പിവറ്റ് ചെയ്ത ഒരു ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ലിവറുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും പിസ്റ്റൺ ചലനത്തിന്റെ വ്യാപ്തിയിൽ വ്യത്യാസമുള്ള കണക്റ്റിംഗ് വടിക്ക് എതിർവശത്തുള്ള രണ്ടാമത്തെ ചലിക്കുന്ന കണക്റ്റിംഗ് വടിയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്തു. കംപ്രഷൻ അനുപാതം കൂട്ടുകയോ കുറയ്ക്കുകയോ ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണെന്ന് എഞ്ചിൻ കൺട്രോൾ യൂണിറ്റ് നിർണ്ണയിക്കുമ്പോൾ, ആക്യുവേറ്റർ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് ലിവറിന്റെ ആംഗിൾ മാറ്റുകയും ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന വടി ഉയർത്തുകയോ താഴ്ത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു, അതിനാൽ കംപ്രഷൻ 8: 1 നും 14: 1 നും ഇടയിൽ വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്നു. അതിനാൽ, നിസ്സാൻ എഞ്ചിൻ രണ്ട് ലോകങ്ങളിലും ഏറ്റവും മികച്ചത് സംയോജിപ്പിക്കാൻ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു: കുറഞ്ഞ ആർപിഎമ്മിൽ പരമാവധി കാര്യക്ഷമതയും ഉയർന്ന ആർപിഎമ്മിൽ കൂടുതൽ ശക്തിയും, പൊട്ടിത്തെറിക്ക് മുമ്പുള്ള പ്രഭാവം ഒഴിവാക്കുന്നു.

എഞ്ചിന്റെ കംപ്രഷൻ അനുപാതത്തിലെ ഈ വ്യതിയാനം കാര്യക്ഷമമായും ഏത് ആർപിഎം ശ്രേണിയിലും മാത്രമേ സാധ്യമാകൂ, എഞ്ചിനിലുടനീളം വ്യാപിച്ചുകിടക്കുന്ന അസംഖ്യം സെൻസറുകൾക്ക് നന്ദി. ഇവ സെക്കൻഡിൽ ലക്ഷക്കണക്കിന് വിവരങ്ങൾ തത്സമയം ECU-ലേക്ക് അയയ്ക്കുന്നു (വായുവിന്റെ താപനില, ജ്വലന അറ, ഉപഭോഗം, ടർബോ, മിശ്രിതത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ അളവ് മുതലായവ), കംപ്രഷൻ അനുപാതം അതിനനുസരിച്ച് മാറ്റാൻ അനുവദിക്കുന്നു. ആവശ്യങ്ങൾ വാഹനത്തിന്റെ. അറ്റ്കിൻസൺ സൈക്കിളിനെ അനുകരിക്കുന്നതിനുള്ള വേരിയബിൾ വാൽവ് ടൈമിംഗ് സിസ്റ്റവും ഈ എഞ്ചിനിൽ സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിൽ ഇൻടേക്ക് വാൽവുകൾ വായുവിലൂടെ പുറത്തേക്ക് പോകാൻ അനുവദിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ സമയം തുറന്നിരിക്കും, അങ്ങനെ കംപ്രഷൻ ഘട്ടത്തിൽ എഞ്ചിന്റെ എയറോഡൈനാമിക് പ്രതിരോധം കുറയുന്നു.

ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിന്റെ അവസാനം ആവർത്തിച്ച് പ്രഖ്യാപിക്കുന്നവർ "ഗിറ്റാർ ബാഗിൽ സൂക്ഷിക്കുക" എന്നതിലേക്ക് മടങ്ങണം. . "പഴയ" ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിനുകൾക്ക് ഇതിനകം 120 വർഷത്തിലേറെ പഴക്കമുണ്ട്, അവ ഇവിടെ നിലനിൽക്കുമെന്ന് തോന്നുന്നു. ഈ പരിഹാരം വിശ്വസനീയമാകുമോ എന്ന് കണ്ടറിയണം.

കുറച്ചുകൂടി ചരിത്രം?

ആന്തരിക ജ്വലന എഞ്ചിനുകളുടെ ഡ്യൂട്ടി സൈക്കിൾ കാര്യക്ഷമതയിൽ കംപ്രഷൻ അനുപാതത്തിന്റെ ഫലങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള ആദ്യ പഠനങ്ങൾ 1920 മുതലുള്ളതാണ്, ബ്രിട്ടീഷ് എഞ്ചിനീയർ ഹാരി റിക്കാർഡോ റോയൽ എയർഫോഴ്സിന്റെ (RAF) എയറോനോട്ടിക്കൽ ഡെവലപ്മെന്റ് ഡിപ്പാർട്ട്മെന്റിന്റെ തലവനായിരുന്നു. RAF വിമാനങ്ങളുടെ ഉയർന്ന ഇന്ധന ഉപഭോഗത്തിനും തന്മൂലം അവയുടെ ചെറിയ ഫ്ലൈറ്റ് റേഞ്ചിനും പരിഹാരം കണ്ടെത്തുക എന്നതായിരുന്നു അതിന്റെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ദൗത്യങ്ങളിലൊന്ന്. ഈ പ്രശ്നത്തിനുള്ള കാരണങ്ങളും പരിഹാരങ്ങളും പഠിക്കാൻ, ഹാരി റിക്കാർഡോ വേരിയബിൾ കംപ്രഷൻ ഉള്ള ഒരു പരീക്ഷണാത്മക എഞ്ചിൻ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു, അവിടെ ചില ഇന്ധനങ്ങൾ പൊട്ടിത്തെറിക്ക് കൂടുതൽ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതായി കണ്ടെത്തി (മറ്റ് കാര്യങ്ങളിൽ). ഈ പഠനം ആദ്യത്തെ ഇന്ധന ഒക്ടേൻ റേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൽ കലാശിച്ചു.

ഈ പഠനങ്ങൾക്ക് നന്ദി പറഞ്ഞു, ഉയർന്ന കംപ്രഷൻ അനുപാതങ്ങൾ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമാണെന്നും അതേ മെക്കാനിക്കൽ ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് കുറഞ്ഞ ഇന്ധനം ആവശ്യമാണെന്നും ആദ്യമായി നിഗമനം ചെയ്തു. ഈ സമയം മുതൽ, 25 ലിറ്റർ ക്യൂബിക് കപ്പാസിറ്റിയുള്ള ഭീമാകാരമായ എഞ്ചിനുകൾ - ഒന്നാം ലോക മഹായുദ്ധത്തിന്റെ വിമാനങ്ങളിൽ നിന്ന് നമുക്ക് അറിയാം - ചെറുതും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവുമായ യൂണിറ്റുകൾക്ക് വഴിമാറാൻ തുടങ്ങി. അറ്റ്ലാന്റിക് സമുദ്ര യാത്ര യാഥാർത്ഥ്യമാവുകയും യുദ്ധസമയത്ത് (എഞ്ചിനുകളുടെ വ്യാപ്തി കാരണം) തന്ത്രപരമായ പരിമിതികൾ ലഘൂകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു.