गैसोलीन प्रत्यक्ष इंजेक्शन

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बीएमडब्ल्यू कार से जीडीआई इंजन (ईंधन इंजेक्टर लाल त्रिकोण के ऊपर स्थित है)

गैसोलीन प्रत्यक्ष इंजेक्शन (जीडीआई), जिसे पेट्रोल प्रत्यक्ष इंजेक्शन (पीडीआई) के रूप में भी जाना जाता है,[1] आंतरिक दहन इंजनों के लिए मिश्रण गठन प्रणाली है जो गैसोलीन (पेट्रोल) पर चलती है, जहां दहन कक्ष में ईंधन इंजेक्शन होता है। यह कई गुना इंजेक्शन सिस्टम से अलग है, जो प्रवेशिका नलिका में ईंधन इंजेक्ट करता है।

जीडीआई का उपयोग इंजन दक्षता और विशिष्ट बिजली उत्पादन बढ़ाने के साथ-साथ निकास उत्सर्जन को कम करने में सहायता कर सकता है।[2]

उत्पादन तक पहुँचने वाला पहला जीडीआई इंजन 1925 में कम-संपीड़न ट्रक इंजन के लिए प्रस्तुत किया गया था। 1950 के दशक में कई जर्मन कारों ने बॉश यांत्रिक जीडीआई प्रणाली का उपयोग किया, चूंकि विधि का उपयोग तब तक दुर्लभ रहा जब तक कि 1996 में मित्सुबिशी द्वारा बड़े पैमाने पर उत्पादित कारों के लिए इलेक्ट्रॉनिक जीडीआई प्रणाली प्रस्तुत नहीं की गई। जीडीआई ने हाल के वर्षों में ऑटोमोटिव उद्योग द्वारा तेजी से अपनाए जाने को देखा है, संयुक्त राज्य अमेरिका में मॉडल वर्ष 2008 वाहनों के उत्पादन के 2.3% से बढ़कर मॉडल वर्ष 2016 के लिए लगभग 50% हो गया है।[3][4]


ऑपरेटिंग सिद्धांत

चार्ज प्रणाली

प्रत्यक्ष-इंजेक्टेड इंजन का 'चार्ज प्रणाली' बताता है कि दहन कक्ष में ईंधन कैसे वितरित किया जाता है:

  • 'सुरूप चार्ज प्रणाली' में कई गुना इंजेक्शन के अनुसार दहन कक्ष में हवा के साथ ईंधन समान रूप से मिश्रित होता है।
  • स्तरीकृत चार्ज इंजन में स्पार्क प्लग के चारों ओर ईंधन के उच्च घनत्व वाला क्षेत्र होता है, और स्पार्क प्लग से दूर दुबला मिश्रण (ईंधन का कम घनत्व) होता है।

सुरूप चार्ज प्रणाली

सुरूप चार्ज प्रणाली में, इंजन समान वायु/ईंधन मिश्रण पर काम करता है (), जिसका अर्थ है, कि सिलेंडर में ईंधन और हवा का (लगभग) सही मिश्रण है। इंटेक स्ट्रोक की प्रारंभिकुआत में ईंधन को इंजेक्ट किया जाता है जिससे इंजेक्टेड ईंधन को हवा के साथ मिश्रण करने के लिए सबसे अधिक समय मिल सके, जिससे सुरूप वायु/ईंधन मिश्रण बन सके।[5] यह प्रणाली निकास गैस उपचार के लिए पारंपरिक तीन-तरफ़ा उत्प्रेरक का उपयोग करने की अनुमति देता है।[6] यही कारण है कि सुरूप प्रणाली तथाकथित इंजनों के आकार घटाने के लिए उपयोगी है।[6] अधिकांश प्रत्यक्ष-इंजेक्टेड पैसेंजर कार पेट्रोल इंजन सुरूप चार्ज प्रणाली का उपयोग करते हैं।[7][8]


स्तरीकृत चार्ज प्रणाली

स्तरीकृत चार्ज प्रणाली स्पार्क प्लग के चारों ओर ईंधन/वायु मिश्रण का छोटा क्षेत्र बनाता है, जो बाकी सिलेंडर में हवा से घिरा होता है। इसके परिणामस्वरूप सिलिंडर में कम ईंधन इंजेक्ट किया जाता है, जिससे समग्र वायु-ईंधन अनुपात बहुत अधिक हो जाता है ,[9] औसत वायु-ईंधन अनुपात के साथ मध्यम भार पर, और पूर्ण भार पर।[10] आदर्श रूप से, थ्रॉटलिंग हानि से बचने के लिए थ्रॉटल वाल्व जितना संभव हो उतना खुला रहता है। तब टॉर्क को पूरी तरह से गुणवत्ता वाले टॉर्क कंट्रोलिंग के माध्यम से सेट किया जाता है, जिसका अर्थ है कि इंजन के टॉर्क को सेट करने के लिए केवल इंजेक्ट किए गए ईंधन की मात्रा, किन्तुइनटेक एयर की मात्रा में हेरफेर नहीं किया जाता है। स्तरीकृत चार्ज प्रणाली भी लौ को सिलेंडर की दीवारों से दूर रखता है, ऊष्मीय हानि को कम करता है।[11] चूँकि मिश्रण बहुत अधिक दुबला होता है, उसे स्पार्क-प्लग (ईंधन की कमी के कारण) से प्रज्वलित नहीं किया जा सकता है, चार्ज को स्तरीकृत करने की आवश्यकता होती है (जैसे स्पार्क प्लग के चारों ओर ईंधन/हवा के मिश्रण का छोटा क्षेत्र बनाने की आवश्यकता होती है)।[12] इस तरह के चार्ज को प्राप्त करने के लिए, स्तरीकृत चार्ज इंजन संपीड़न स्ट्रोक के बाद के चरणों के समयईंधन को इंजेक्ट करता है। पिस्टन के शीर्ष में भंवर गुहा प्रायः स्पार्क प्लग के आसपास के क्षेत्र में ईंधन को निर्देशित करने के लिए प्रयोग किया जाता है। यह विधि अल्ट्रा-लीन मिश्रणों के उपयोग को सक्षम बनाती है जो कि कार्बोरेटर या पारंपरिक कई गुना ईंधन इंजेक्शन के साथ असंभव होगा।[13]

स्तरीकृत चार्ज प्रणाली (जिसे अल्ट्रा लीन-बर्न प्रणाली भी कहा जाता है) का उपयोग ईंधन की खपत और निकास उत्सर्जन को कम करने के लिए कम भार पर किया जाता है। चूंकि, स्तरीकृत चार्ज प्रणाली उच्च भार के लिए अक्षम है, जिसमें इंजन स्टोइकोमेट्री या स्टोइकीओमेट्रिक एयर-टू-

ईंधन_अनुपात_का_सामान्य_ईंधन|रससमीकरणमितीयवायु-ईंधन अनुपात के साथ सुरूप प्रणाली में स्विच करता है। मध्यम भार और उच्च भार पर समृद्ध वायु-ईंधन अनुपात के लिए।[14]

सिद्धांत रूप में, स्तरीकृत चार्ज प्रणाली ईंधन दक्षता में और सुधार कर सकता है और निकास उत्सर्जन को कम कर सकता है,[15] यद्यपि, व्यवहार में, स्तरीकृत चार्ज अवधारणा पारंपरिक सुरूप चार्ज अवधारणा पर महत्वपूर्ण दक्षता लाभ सिद्ध नहीं हुई है, किन्तुइसके अंतर्निहित लीन बर्न के कारण, अधिक नाइट्रोजन आक्साइड बनते हैं,[16] कभी-कभी उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए निकास प्रणाली में नॉक्स अवशोषक की आवश्यकता होती है।[17] नॉक्स अवशोषकs के उपयोग के लिए कम सल्फर ईंधन की आवश्यकता हो सकती है, क्योंकि सल्फर नॉक्स अवशोषक को ठीक से काम करने से रोकता है।[18] स्तरीकृत ईंधन इंजेक्शन वाले जीडीआई इंजन कई गुना इंजेक्ट किए गए इंजनों की तुलना में अधिक मात्रा में निकास_गैस या पार्टिकुलेट_मैटर_(पीएम10_and_पीएम2.5) का उत्पादन कर सकते हैं,[19] वाहन उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए कभी-कभी निकास में पार्टिकुलेट फिल्टर (कणिकीय डीजल फिल्टर के समान) की आवश्यकता होती है।[20] इसलिए कई यूरोपीय कार निर्माताओं ने स्तरीकृत चार्ज अवधारणा को छोड़ दिया है या पहले कभी इसका उपयोग नहीं किया, जैसे कि 2000 रेनॉल्ट 2.0 आईडीई पेट्रोल इंजन (रेनॉल्ट_एफ-टाइप_इंजन या F5x), जो कभी भी स्तरीकृत चार्ज प्रणाली के साथ नहीं आया,[21] या 2009 बीएमडब्ल्यू नेक और 2017 मर्सिडीज-बेंज एम256 इंजन | मर्सिडीज-बेंज एम256 इंजन अपने पूर्ववर्तियों द्वारा उपयोग किए जाने वाले स्तरीकृत चार्ज प्रणाली को छोड़ रहे हैं। वोक्सवैगन समूह ने एफएसआई लेबल वाले स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजनों में ईंधन स्तरीकृत इंजेक्शन का उपयोग किया था, चूंकि, इन इंजनों को स्तरीकृत चार्ज प्रणाली को अक्षम करने के लिए इंजन नियंत्रण इकाई अद्यतन प्राप्त हुआ है।[22] टीएफएसआई और टीएसआई लेबल वाले टर्बोचार्ज्ड वोक्सवैगन इंजनों ने हमेशा सुरूप प्रणाली का उपयोग किया है।[23] बाद के वीडब्ल्यू इंजनों की तरह, नए प्रत्यक्ष इंजेक्टेड पेट्रोल इंजन (2017 के बाद से) सामान्यतः अच्छी दक्षता प्राप्त करने के लिए वैरिएबल वाल्व टाइमिंग के संयोजन में अधिक पारंपरिक सुरूप चार्ज प्रणाली का उपयोग करते हैं। स्तरीकृत प्रभार अवधारणाओं को अधिकतर छोड़ दिया गया है।[24]


इंजेक्शन प्रणाली

दहन कक्ष में ईंधन के वांछित वितरण के लिए सामान्य विधि या तो स्प्रे-निर्देशित, वायु-निर्देशित, या दीवार-निर्देशित इंजेक्शन हैं। हाल के वर्षों में प्रवृत्ति स्प्रे-निर्देशित इंजेक्शन की ओर है, क्योंकि यह वर्तमान में उच्च ईंधन दक्षता में परिणत होता है।

वॉल-गाइडेड प्रत्यक्ष इंजेक्शन

Swirl cavity on the top of a piston in the 2010-2017 Ford EcoBoost 3.5 L engine

दीवार-निर्देशित इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत अधिक होती है। ईंधन को स्पार्क प्लग के करीब लाने के लिए, इसे पिस्टन के शीर्ष पर भंवर गुहा के खिलाफ छिड़का जाता है (जैसा कि दाईं ओर फोर्ड इकोबूस्ट इंजन की तस्वीर में देखा गया है), जो स्पार्क प्लग की ओर ईंधन का मार्गदर्शन करता है। विशेष भंवर या टम्बल एयर इनटेक पोर्ट इस प्रक्रिया में सहायता करते हैं। इंजेक्शन समय पिस्टन की गति पर निर्भर करता है, इसलिए, उच्च पिस्टन गति पर, इंजेक्शन समय और इग्निशन समय को बहुत सटीक रूप से उन्नत करने की आवश्यकता होती है। कम इंजन तापमान पर, अपेक्षाकृत ठंडे पिस्टन पर ईंधन के कुछ हिस्से इतने ठंडे हो जाते हैं कि वे ठीक से दहन नहीं कर पाते हैं। कम इंजन लोड से मध्यम इंजन लोड (और इस प्रकार इंजेक्शन समय को आगे बढ़ाते हुए) पर स्विच करते समय, ईंधन के कुछ हिस्सों को भंवर गुहा के पीछे इंजेक्ट किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप अधूरा दहन भी होता है।[25] वॉल-गाइडेड प्रत्यक्ष इंजेक्शन वाले इंजन उच्च हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन से पीड़ित हो सकते हैं।[26]


एयर-गाइडेड प्रत्यक्ष इंजेक्शन

वॉल-गाइडेड इंजेक्शन वाले इंजनों की तरह, एयर-गाइडेड इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत अधिक होती है। चूंकि, दीवार-निर्देशित इंजेक्शन इंजनों के विपरीत, ईंधन (अपेक्षाकृत) ठंडे इंजन भागों जैसे सिलेंडर की दीवार और पिस्टन के संपर्क में नहीं आता है। भंवर गुहा के खिलाफ ईंधन को छिड़कने के अतिरिक्त, हवा-निर्देशित इंजेक्शन इंजनों में ईंधन को पूरी तरह से सेवन हवा द्वारा स्पार्क प्लग की ओर निर्देशित किया जाता है। स्पार्क प्लग की ओर ईंधन को निर्देशित करने के लिए सेवन हवा में विशेष भंवर या टंबल मूवमेंट होना चाहिए। यह भंवर या लुढ़कना आंदोलन अपेक्षाकृत लंबी अवधि के लिए बनाए रखा जाना चाहिए, जिससे सभी ईंधन स्पार्क प्लग की ओर धकेले जा सकें। चूंकि यह इंजन की चार्जिंग दक्षता और इस प्रकार बिजली उत्पादन को कम करता है। व्यवहार में, वायु-निर्देशित और दीवार-निर्देशित इंजेक्शन के संयोजन का उपयोग किया जाता है।[27] केवल इंजन उपस्थितहै जो केवल एयर-गाइडेड इंजेक्शन पर निर्भर करता है।[28]


स्प्रे-गाइडेड प्रत्यक्ष इंजेक्शन

स्प्रे-निर्देशित प्रत्यक्ष इंजेक्शन वाले इंजनों में, स्पार्क प्लग और इंजेक्शन नोजल के बीच की दूरी अपेक्षाकृत कम होती है। इंजेक्शन नोजल और स्पार्क प्लग दोनों सिलेंडर के वाल्वों के बीच स्थित हैं। संपीड़न स्ट्रोक के बाद के चरणों के समयईंधन इंजेक्ट किया जाता है, जिससे बहुत जल्दी (और अमानवीय) मिश्रण का निर्माण होता है। इसका परिणाम बड़े ईंधन स्तरीकरण प्रवणता में होता है, जिसका अर्थ है कि इसके केंद्र में बहुत कम वायु अनुपात के साथ ईंधन का बादल है, और इसके किनारों पर बहुत अधिक वायु अनुपात है। ईंधन केवल इन दो क्षेत्रों के बीच में प्रज्वलित किया जा सकता है। इंजन दक्षता बढ़ाने के लिए इंजेक्शन के लगभग तुरंत बाद इग्निशन होता है। स्पार्क प्लग को इस तरह से रखा जाना चाहिए कि यह ठीक उस क्षेत्र में हो जहां मिश्रण ज्वलनशील हो। इसका कारणयह है कि उत्पादन सहनशीलता बहुत कम होनी चाहिए, क्योंकि केवल बहुत कम मिसलिग्न्मेंट के परिणामस्वरूप दहन में भारी गिरावट आ सकती है। इसके अतिरिक्त, दहन गर्मी के संपर्क में आने से ठीक पहले ईंधन स्पार्क प्लग को ठंडा कर देता है। इस प्रकार, स्पार्क प्लग को ऊष्मीय झटके को अच्छी तरह से झेलने में सक्षम होना चाहिए।[29] कम पिस्टन (और इंजन) की गति पर, सापेक्ष वायु/ईंधन का वेग कम होता है, जिससे ईंधन ठीक से वाष्पित नहीं हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत समृद्ध मिश्रण होता है। समृद्ध मिश्रण ठीक से दहन नहीं करते हैं और कार्बन निर्माण का कारण बनते हैं।[30] उच्च पिस्टन गति पर, ईंधन सिलेंडर के भीतर और फैल जाता है, जो मिश्रण के ज्वलनशील भागों को स्पार्क प्लग से इतनी दूर मजबूर कर सकता है, कि यह हवा/ईंधन मिश्रण को और प्रज्वलित नहीं कर सकता है।[31]


साथी प्रौद्योगिकियां

अन्य उपकरण जो स्तरीकृत चार्ज बनाने में जीडीआई के पूरक के लिए उपयोग किए जाते हैं, उनमें चर वाल्व समय, परिवर्तनीय वाल्व लिफ्ट और चर लंबाई सेवन कई गुना सम्मिलित हैं।[32] इसके अतिरिक्त, उच्च नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) उत्सर्जन को कम करने के लिए निकास गैस पुनर्संरचना का उपयोग किया जा सकता है जो अल्ट्रा लीन दहन से उत्पन्न हो सकता है।[33]


हानि

गैसोलीन प्रत्यक्ष इंजेक्शन में वाल्व की सफाई की क्रिया नहीं होती है जो कि सिलेंडर के इंजन के अपस्ट्रीम में ईंधन प्रस्तुत करने पर प्रदान की जाती है।[34] गैर-जीडीआई इंजनों में, सेवन पोर्ट के माध्यम से यात्रा करने वाला गैसोलीन संदूषण के लिए सफाई एजेंट के रूप में कार्य करता है, जैसे कि परमाणु तेल। सफ़ाई की कार्रवाई के अभाव में जीडीआई इंजनों में कार्बन के जमाव में वृद्धि हो सकती है। तीसरे पक्ष के निर्माता तेल पकड़ने वाला टैंक बेचते हैं जो उन कार्बन जमा को रोकने या कम करने वाले होते हैं।

उच्च इंजन गति (आर पी एम) पर चरम शक्ति का उत्पादन करने की क्षमता जीडीआई के लिए अधिक सीमित है, क्योंकि ईंधन की आवश्यक मात्रा को इंजेक्ट करने के लिए कम समय उपलब्ध है। कई गुना इंजेक्शन (साथ ही कार्बोरेटर और थ्रॉटल-बॉडी ईंधन इंजेक्शन) में, ईंधन को किसी भी समय सेवन वायु मिश्रण में जोड़ा जा सकता है। चूंकि जीडीआई इंजन सेवन और संपीड़न चरणों के समयईंधन को इंजेक्ट करने तक सीमित है। यह उच्च इंजन गति (आर पी एम) पर प्रतिबंध बन जाता है, जब प्रत्येक दहन चक्र की अवधि कम होती है। इस सीमा को पार करने के लिए, कुछ जीडीआई इंजन (जैसे कि टोयोटा जीआर इंजन या 2जीआर-एफएसई|टोयोटा 2जीआर-एफएसई वी6 और वोक्सवैगन समूह के पेट्रोल इंजनों की सूची या ईए888 इंजन) में उच्च स्तर पर अतिरिक्त ईंधन प्रदान करने के लिए कई गुना ईंधन इंजेक्टर का सेट भी होता है। आरपीएम। ये मैनिफोल्ड फ्यूल इंजेक्टर इनटेक सिस्टम से कार्बन जमा को साफ करने में भी सहायता करते हैं।

गैसोलीन इंजेक्टर घटकों के लिए डीजल के समान स्नेहन प्रदान नहीं करता है, जो कभी-कभी जीडीआई इंजनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले इंजेक्शन दबावों में सीमित कारक बन जाता है। जीडीआई इंजन का इंजेक्शन दबाव सामान्यतः लगभग तक सीमित होता है 20 MPa (2.9 ksi), इंजेक्टरों पर अत्यधिक घिसाव को रोकने के लिए।[35]


प्रतिकूल जलवायु और स्वास्थ्य प्रभाव

जबकि इस विधि को ईंधन दक्षता बढ़ाने और सीओ को कम करने का श्रेय दिया जाता है2 उत्सर्जन, जीडीआई इंजन पारंपरिक पोर्ट फ्यूल इंजेक्शन इंजन की तुलना में अधिक ब्लैक कार्बन एरोसोल का उत्पादन करते हैं। सौर विकिरण का शक्तिशाली अवशोषक, ब्लैक कार्बन में महत्वपूर्ण जलवायु-वार्मिंग गुण होते हैं।[36]

पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी पत्रिका में जनवरी 2020 में प्रकाशित अध्ययन में, जॉर्जिया विश्वविद्यालय (यूएसए) के शोधकर्ताओं की टीम ने भविष्यवाणी की कि जीडीआई-संचालित वाहनों से ब्लैक कार्बन उत्सर्जन में वृद्धि से यू.एस. के शहरी क्षेत्रों में जलवायु में वृद्धि होगी। सीओ में कमी के साथ जुड़े शीतलन से अधिक अधिक मात्रा में2. शोधकर्ताओं का यह भी मानना ​​​​है कि पारंपरिक पोर्ट फ्यूल इंजेक्शन (पी एफआई) इंजनों से जीडीआई विधि के उपयोग में बदलाव वाहन उत्सर्जन से जुड़ी समयपूर्व मृत्यु दर को लगभग दोगुना कर देगा, संयुक्त राज्य अमेरिका में वार्षिक 855 मौतों से लेकर 1,599 तक। उनका अनुमान है कि इन समयपूर्व मौतों की वार्षिक सामाजिक क्रय मूल्य 5.95 अरब डॉलर है।[37]


इतिहास

1911-1912

गैसोलीन प्रत्यक्ष इंजेक्शन की कोशिश करने वाले प्रारंभिक आविष्कारकों में से डॉ आर्चीबाल्ड लो थे जिन्होंने अपने इंजन को फोर्स्ड इंडक्शन इंजन का भ्रामक शीर्षक दिया था, जबकि यह केवल ईंधन का प्रवेश था जिसे मजबूर किया गया था। उन्होंने 1912 की प्रारंभिकुआत में अपने प्रोटोटाइप इंजन का विवरण प्रकट किया,[38] और 1912 के समयबड़े पैमाने पर इंजन निर्माता एफ.ई. बेकर लिमिटेड द्वारा डिजाइन को और विकसित किया गया था[39] और परिणाम नवंबर 1912 में ओलंपिया मोटर साइकिल शो में उनके स्टैंड पर प्रदर्शित हुए। इंजन उच्च संपीड़न चार-स्ट्रोक मोटरसाइकिल इंजन था, जिसमें गैसोलीन ईंधन को अलग से 1000psi पर दबाव डाला गया था और 'उच्चतम संपीड़न के क्षण में' सिलेंडर में भर्ती कराया गया था। छोटे रोटरी वाल्व द्वारा, स्पार्क प्लग और ट्रेंबलर कॉइल द्वारा साथ प्रज्वलन के साथ स्पार्किंग को पूरे दहन चरण में जारी रखने की अनुमति देता है। इंजेक्ट किए जा रहे ईंधन को इंजन सिलेंडर द्वारा गर्म किए जाने के कारण वाष्प अवस्था में बताया गया था। ईंधन के दबाव को ईंधन पंप पर नियंत्रित किया गया था, और भर्ती किए गए ईंधन की मात्रा को रोटरी प्रवेश वाल्व पर यांत्रिक तरीकों से नियंत्रित किया गया था। ऐसा लगता है कि इस क्रांतिकारी डिजाइन को एफ.ई. बेकर ने आगे नहीं बढ़ाया।

1916-1938

चूंकि 2000 के बाद से गैसोलीन इंजनों में प्रत्यक्ष इंजेक्शन का सामान्यतः उपयोग किया जाता है, 1894 में पहले सफल प्रोटोटाइप के बाद से डीजल इंजनों ने दहन कक्ष (या पूर्व-दहन कक्ष) में सीधे इंजेक्ट किए गए ईंधन का उपयोग किया है।

जीडीआई इंजन का प्रारंभिक प्रोटोटाइप जर्मनी में 1916 में जंकर्स हवाई जहाज के लिए बनाया गया था। इंजन को प्रारंभिकू में डीजल इंजन के रूप में डिजाइन किया गया था, चूंकि जब जर्मन युद्ध मंत्रालय ने फैसला किया कि विमान के इंजन को गैसोलीन या बेंजीन पर चलना चाहिए, तो इसे गैसोलीन के लिए डिजाइन किया गया। क्रैंककेस या क्रैंककेस-संपीड़न|क्रैंककेस-संपीड़न दो-स्ट्रोक डिज़ाइन होने के कारण, मिसफायर इंजन को नष्ट कर सकता है, इसलिए जंकर्स ने इस समस्या को रोकने के लिए जीडीआई प्रणाली विकसित की। प्रथम विश्व युद्ध के अंत के कारण विकास बंद होने से कुछ समय पहले विमानन अधिकारियों को इस प्रोटोटाइप इंजन का प्रदर्शन किया गया था।[40] उत्पादन तक पहुँचने के लिए गैसोलीन (अन्य ईंधनों के बीच) का उपयोग करने वाला पहला प्रत्यक्ष इंजेक्शन इंजन 1925-1947 हेसलमैन इंजन था जिसे ट्रकों और बसों के लिए स्वीडन में बनाया गया था।[41][42] ओटो चक्र और डीजल चक्र इंजन के बीच संकर के रूप में, इसे गैसोलीन और ईंधन तेलों सहित विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चलाया जा सकता है। हेसेलमैन इंजन ने अल्ट्रा लीन बर्न सिद्धांत का उपयोग किया और संपीड़न स्ट्रोक के अंत में ईंधन को इंजेक्ट किया और फिर इसे स्पार्क प्लग से प्रज्वलित किया। इसके कम संपीड़न अनुपात के कारण, हेसलमैन इंजन सस्ते भारी ईंधन तेलों पर चल सकता था, चूंकि अधूरे दहन के कारण बड़ी मात्रा में धुआं निकला।

1939-1995

द्वितीय विश्व युद्ध के समय, अधिकांश जर्मन विमान इंजन जीडीआई का उपयोग करते थे, जैसे बीएमडब्ल्यू 801 रेडियल इंजन, जर्मन इनवर्टेड वी12 डेमलर-बेंज डीबी 601, डीबी 603 और डीबी 605 इंजन, और समान-लेआउट जंकर्स जुमो 210, 211 सहित और जुमो 213 उल्टे वी12 इंजन। जीडीआई ईंधन इंजेक्शन प्रणाली का उपयोग करने वाले द्वितीय विश्व युद्ध के विमान इंजनों के सहयोगी थे सोवियत संघ श्वेत्सोव ऐश -82|श्वेत्सोव एएसएच-82एफएनवी रेडियल इंजन और अमेरिकी 54.9 लीटर विस्थापन राइट आर-3350 डुप्लेक्स साइक्लोन 18-सिलेंडर रेडियल इंजन।

जर्मन कंपनी रॉबर्ट बॉश GmbH 1930 के दशक से कारों के लिए यांत्रिक जीडीआई प्रणाली विकसित कर रही थी[43] और 1952 में इसे गोलिअथ जीपी700 और गुटब्रोड में टू-स्ट्रोक इंजन पर प्रस्तुत किया गया था। यह प्रणाली मूल रूप से उच्च दबाव वाला डीजल प्रत्यक्ष-इंजेक्शन पंप था जिसमें इनटेक थ्रॉटल वाल्व स्थापित था। इन इंजनों ने अच्छा प्रदर्शन दिया और कार्बोरेटर संस्करण की तुलना में 30% कम ईंधन की खपत की, मुख्य रूप से कम इंजन भार के अनुसार ।[43]सिस्टम का अतिरिक्त लाभ इंजन तेल के लिए अलग टैंक था जो स्वचालित रूप से ईंधन मिश्रण में जोड़ा गया था, जिससे मालिकों को अपने स्वयं के दो-स्ट्रोक ईंधन मिश्रण को मिलाने की आवश्यकता को कम किया जा सके।[44] 1955 मर्सिडीज-बेंज 300SL ने भी प्रारंभिक बॉश मैकेनिकल जीडीआई सिस्टम का उपयोग किया, इसलिए जीडीआई का उपयोग करने वाला पहला फोर-स्ट्रोक इंजन बन गया। 2010 के मध्य तक, अधिकांश ईंधन-इंजेक्टेड कारों में मैनिफोल्ड इंजेक्शन का उपयोग किया जाता था, जिससे यह अधिक असामान्य हो गया था कि इन प्रारंभिक कारों में यकीनन अधिक उन्नत जीडीआई प्रणाली का उपयोग किया गया था।[original research?]

1970 के दशक के समय, संयुक्त राज्य अमेरिका के निर्माताओं अमेरिकन मोटर्स कॉर्पोरेशन और फोर्ड मोटर कंपनी ने स्ट्रेटीचार्ज नामक प्रोटोटाइप मैकेनिकल जीडीआई सिस्टम विकसित किया। और क्रमादेशित दहन (प्रोको) क्रमशः।[45][46][47][48] इनमें से कोई भी प्रणाली उत्पादन तक नहीं पहुंची।[49][50]


1997-वर्तमान

1996 जापानी-बाजार मित्सुबिशी प्रशंसक जीडीआई इंजन का उपयोग करने वाली पहली बड़े पैमाने पर उत्पादित कार थी, जब मित्सुबिशी 4G9 इंजन या 4G93 इनलाइन-चार इंजन का जीडीआई संस्करण प्रस्तुत किया गया था।[51][52] इसे बाद में 1997 में मित्सुबिशी अस्थायी एसएमए में यूरोप लाया गया।[53] इसने 1997 में पहला छह-सिलेंडर जीडीआई इंजन, मित्सुबिशी 6G7 इंजन वी6 इंजन भी विकसित किया।[54] मित्सुबिशी ने इस विधि को व्यापक रूप से प्रयुक्त किया, 2001 तक चार परिवारों में दस लाख से अधिक जीडीआई इंजन का उत्पादन किया।[55] चूंकि कई वर्षों के लिए उपयोग में, 11 सितंबर 2001 को एमएमसी ने संक्षिप्त नाम 'जीडीआई' के लिए ट्रेडमार्क का प्रमाणित किया।[56] कई अन्य जापानी और यूरोपीय निर्माताओं ने अगले वर्षों में जीडीआई इंजन प्रस्तुत किए। मित्सुबिशी जीडीआई विधि को प्यूज़ो, सिट्रोएन, हुंडई, वोल्वो और वोक्सवैगन द्वारा भी लाइसेंस दिया गया था।[57][58][59][60][61][62][63]

2005 टोयोटा जीआर इंजन या 2जीआर-एफएसई|टोयोटा 2जीआर-एफएसई वी6 इंजन प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष इंजेक्शन दोनों को संयोजित करने वाला पहला इंजन था। सिस्टम (डी4-एस कहा जाता है) प्रति सिलेंडर दो ईंधन इंजेक्टर का उपयोग करता है: पारंपरिक मैनिफोल्ड फ्यूल इंजेक्टर (कम दबाव) और प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्टर (उच्च दबाव) और अधिकांश टोयोटा इंजनों में उपयोग किया जाता है।[64] फ़ॉर्मूला वन रेसिंग में, 2014 फॉर्मूला वन वर्ल्ड चैंपियनशिप के लिए सीधे इंजेक्शन को अनिवार्य कर दिया गया था, जिसमें नियमन 5.10.2 कहा गया था: प्रति सिलेंडर केवल प्रत्यक्ष इंजेक्टर हो सकता है और इनटेक वाल्वों के ऊपर या निकास वाल्वों के डाउनस्ट्रीम में इंजेक्टरों की अनुमति नहीं है। .[65]


टू-स्ट्रोक इंजन में

दो स्ट्रोक इंजन के लिए जीडीआई के अतिरिक्त लाभ हैं, जो निकास गैसों के अपमार्जन और क्रैंककेस के स्नेहन से संबंधित हैं।

सफाई (इंजन)इंजन) पहलू यह है कि सिलेंडर से निकास गैसों के फ्लशिंग को उत्तम बनाने के लिए अधिकांश दो-स्ट्रोक इंजनों में निकास स्ट्रोक के समयसेवन और निकास वाल्व दोनों खुले होते हैं। इसके परिणामस्वरूप कुछ ईंधन/वायु मिश्रण सिलेंडर में प्रवेश करते हैं और फिर निकास बंदरगाह के माध्यम से बिना जले सिलेंडर से बाहर निकल जाते हैं। प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ, केवल हवा (और सामान्यतः कुछ तेल) क्रैंककेस से आती है, और जब तक पिस्टन ऊपर नहीं उठता और सभी पोर्ट बंद नहीं हो जाते, तब तक ईंधन इंजेक्ट नहीं किया जाता है।

क्रैंककेस या क्रैंककेस-संपीड़न क्रैंककेस में तेल इंजेक्ट करके दो-स्ट्रोक जीडीआई इंजनों में प्राप्त किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप क्रैंककेस में ईंधन के साथ मिश्रित तेल को इंजेक्ट करने की पुरानी विधि की तुलना में कम तेल की खपत होती है।[66]

दो-स्ट्रोक में दो प्रकार के जीडीआई का उपयोग किया जाता है: निम्न-दबाव वायु-सहायता, और उच्च-दबाव। लो-प्रेशर सिस्टम- जैसा कि 1992 अप्रिलिया एसआर50 मोटर स्कूटर पर उपयोग किया गया था- सिलेंडर हेड में हवा इंजेक्ट करने के लिए क्रैंकशाफ्ट से चलने वाले एयर कंप्रेसर का उपयोग करता है। कम दबाव वाला इंजेक्टर फिर दहन कक्ष में ईंधन का छिड़काव करता है, जहां यह वाष्पीकृत हो जाता है क्योंकि यह संपीड़ित हवा के साथ मिश्रित होता है। 1990 के दशक में जर्मन कंपनी फिच जीएमबीएच द्वारा उच्च दबाव वाली जीडीआई प्रणाली विकसित की गई थी और सख्त उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए 1997 में आउटबोर्ड समुद्री निगम (ओएमसी) द्वारा समुद्री इंजनों के लिए प्रस्तुत किया गया था। चूंकि, इंजनों में विश्वसनीयता की समस्या थी और ओएमसी ने दिसंबर 2000 में दिवालिएपन की घोषणा की।[67][68] एविन्रूड ई-टेक फिच प्रणाली का उन्नत संस्करण है, जिसे 2003 में जारी किया गया था[69] और 2004 में ईपीए स्वच्छ वायु उत्कृष्टता पुरस्कार जीता।[70] एनवायरोफिट इंटरनेशनल, अमेरिकी गैर-लाभकारी संगठन, ने दक्षिण पूर्व एशिया में वायु प्रदूषण को कम करने के लिए परियोजना में टू-स्ट्रोक मोटरसाइकिलों (कक्षीय निगम लिमिटेड द्वारा विकसित विधि का उपयोग करके) के लिए प्रत्यक्ष इंजेक्शन रेट्रोफिट किट विकसित की है।[71] दक्षिण पूर्व एशिया में 100 मिलियन दो-स्ट्रोक टैक्सी और मोटरसाइकिलें इस क्षेत्र के लिए प्रदूषण का प्रमुख कारण हैं।[72][73]


यह भी देखें


संदर्भ

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