ফুয়েল কম্বাসশনে ইগনিশন মডিউলের ভূমিকা

দহন শুরু করার ক্ষেত্রে আগুন মডিউলের মূল কাজ

কম ভোল্টেজ সিগন্যাল থেকে উচ্চ শক্তির স্ফুলিঙ্গ: আগুন মডিউলের শক্তি রূপান্তর প্রক্রিয়া

একটি ইগনিশন মডিউল কারখানার স্ট্যান্ডার্ড 12 ভোল্ট বৈদ্যুতিক সিস্টেম এবং ইঞ্জিনে জ্বালানি জ্বলনের জন্য প্রয়োজনীয় সেই শক্তিশালী স্পার্কগুলির মধ্যে প্রধান সংযোগ বিন্দুর কাজ করে। এই মডিউলগুলি ইগনিশন কয়েলের প্রাইমারি ওয়াইন্ডিংয়ের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্টকে সুইচ করার জন্য সলিড-স্টেট ইলেকট্রনিক্স ব্যবহার করে। যখন এটি ঘটে, চৌম্বক ক্ষেত্র হঠাৎ ধসে পড়ে, সেকেন্ডারি ওয়াইন্ডিংয়ে সাধারণত 30 হাজার ভোল্টের বেশি একটি বিশাল ভোল্টেজ স্পাইক তৈরি করে। এই সম্পূর্ণ সেটআপটি পুরানো মেকানিক্যাল কন্টাক্ট পয়েন্টগুলির স্থল নিয়েছে যেগুলি সময়ের সাথে ক্ষয়ে যেত এবং টাইমিং সমস্যা সৃষ্টি করত। এর সুবিধা কী? স্পার্ক টাইমিং মাইক্রোসেকেন্ড পর্যায়ে স্থিতিশীল থাকে। অধিকাংশ আধুনিক ইগনিশন মডিউল 100 হাজারের বেশি সাইকেল পর্যন্ত নির্বিঘ্নে কাজ করতে পারে, যার ফলে কোনও ক্ষয় বা কর্মক্ষমতা হ্রাসের লক্ষণ দেখা দেয় না।

টাইমিং নির্ভুলতা, ভোল্টেজ বৃদ্ধির হার এবং ডুয়েল নিয়ন্ত্রণ কীভাবে সরাসরি ফ্লেম কার্নেল গঠনকে প্রভাবিত করে

সফল ফ্লেম কার্নেল শুরু করা ইগনিশন মডিউল দ্বারা নিয়ন্ত্রিত তিনটি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রিত প্যারামিটারের উপর নির্ভর করে:

• সময়ক্রম নির্ভুলতা (±0.1° ক্র্যাঙ্ক অ্যাঙ্গেল): লিন CNG অপারেশনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেখানে সরু ইগনিশন উইন্ডো—গ্যাসোলিনের তুলনায় প্রায় ~40% হ্রাসকৃত—পিস্টন অবস্থানের সাথে সঠিক সিঙ্ক্রোনাইজেশন দাবি করে
• ভোল্টেজ রাইজ রেট (>1 kV/µs): সিলিন্ডার চাপের ওঠানামা পর্যন্ত 300 psi সত্ত্বেও স্পার্ক গ্যাপ ভাঙন নিশ্চিত করে
• ডুয়েল নিয়ন্ত্রণ (1.5–3.5 ms): কয়েল স্যাচুরেশন সময়কে গতিশীলভাবে সামঞ্জস্য করে ≥3.0 mJ স্পার্ক শক্তি সরবরাহ করে এবং তাপীয় লোড পরিচালনা করে

EPA-প্রত্যয়িত গ্যাসীয় জ্বালানি পরীক্ষার ক্ষেত্রের তথ্য দেখায় যে এই প্যারামিটারগুলির যেকোনো একটিতে 5% এর বেশি বিচ্যুতি EGR-দ্রবীভূত, লিন-বার্ন অবস্থায় মিসফায়ার ফ্রিকোয়েন্সি পর্যন্ত 17 বৃদ্ধি করে—যা দেখায় যে কেন এখন মাইক্রোপ্রসেসর-ভিত্তিক মডিউল λ = 1.6 এ এমনকি 99.97% দহন স্থিতিশীলতা অর্জন করে

স্থিতিশীল CNG দহনের জন্য ইগনিশন শক্তির প্রয়োজন

সংকুচিত প্রাকৃতিক গ্যাসের জন্য সাধারণ গ্যাসোলিনের তুলনায় প্রায় 2 থেকে 3 গুণ বেশি শক্তির প্রয়োজন হওয়ার কারণ একাধিক বিষয়ের সঙ্গে যুক্ত। প্রথমত, সিএনজি গ্যাসোলিনের চেয়ে অনেক ধীরে দহন হয়, যার ল্যামিনার ফ্লেম স্পিড প্রায় 0.38 মিটার প্রতি সেকেন্ড হলেও গ্যাসোলিনের ক্ষেত্রে তা প্রায় 0.8 মি/সে। এছাড়া, দহনযোগ্যতার পরিসরও সিএনজি-এর ক্ষেত্রে অনেক বেশি—5 থেকে 15 শতাংশ ঘনত্বের বিপরীতে গ্যাসোলিনের ক্ষেত্রে মাত্র 1.4 থেকে 7.6 শতাংশ। এছাড়াও, যখন দহন কক্ষের ভিতরে খুবই লিন (দুর্বল) ও টার্বুলেন্ট অবস্থা তৈরি হয়, তখন সিএনজি সম্পূর্ণরূপে নিভে যাওয়ার প্রবণতা বেশি রাখে। এই সমস্ত বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে স্পার্ক প্লাগগুলিকে প্রাথমিক শিখা তৈরি করতে এবং দহন চক্র জুড়ে স্থিতিশীল রাখতে আরও বেশি সময় ধরে কঠোরভাবে কাজ করতে হয়, বিশেষ করে আজকের ইঞ্জিনগুলিতে যেখানে দ্রবণের মাত্রা প্রায়শই উচ্চ থাকে।

আনুভাবিক সীমা: লিন, উচ্চ-দ্রবণ অবস্থায় সিএনজি ফ্লেম কার্নেল উন্নয়নের জন্য 2.5–4.5 mJ
SAE আন্তর্জাতিক টেকনিক্যাল পেপার 2021-01-0556-সহ সহকর্মী-পর্যালোচিত গবেষণা নিশ্চিত করে যে স্থিতিশীল CNG দহনের জন্য 2.5–4.5 mJ স্পার্ক শক্তি প্রয়োজন। এই উচ্চতর সীমা তিনটি পারস্পরিকভাবে সম্পর্কিত কারণে দেখা দেয়:

• লিন-বার্ন সীমাবদ্ধতা : অতিরিক্ত বাতাস মিশ্রণের সক্রিয়তা হ্রাস করে, কার্নেল বৃদ্ধির জন্য প্রয়োজনীয় সময় বাড়িয়ে দেয়
• চার্জ দ্রবীভূতকরণ : EGR মিশ্রণের তাপমাত্রা এবং মুক্ত মূলকের ঘনত্ব কমিয়ে 30–40% বাড়িয়ে দেয় জ্বলনের শক্তির চাহিদা
• চাপ ডায়নামিক্স : উচ্চ সংকোচন-অনুপাতের ইঞ্জিনগুলি স্পার্ক গ্যাপকে 300 psi এর বেশি চাপের সম্মুখীন করে, যা ডায়েলেকট্রিক শক্তি বাড়িয়ে দেয় এবং প্রারম্ভিক শিখা প্রসারণকে দমন করে

এই প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য, আধুনিক ইগনিশন মডিউলগুলি মাল্টি-স্ট্রাইক সিকোয়েন্সিং এবং প্রসারিত স্পার্ক স্থিতিকাল (>1.5 ms) ব্যবহার করে, λ = 1.5 এর উপরে বাতাস-জ্বালানি অনুপাতেও শক্তিশালী জ্বলন নিশ্চিত করে।

স্পার্ক স্থিতিকাল এবং এর দহন স্থিতিশীলতার উপর প্রভাব

গ্যাসীয় জ্বালানির ক্ষেত্রে প্রারম্ভিক শিখা বৃদ্ধি বজায় রাখার জন্য অপটিমাল কারেন্ট স্থিতিকাল (1.2–2.0 ms)

যখন সংকুচিত প্রাকৃতিক গ্যাস (সিএনজি)-এর মতো গ্যাসীয় জ্বালানি নিয়ে কাজ করা হয়, তখন স্পার্কের সময়কাল সাধারণ গ্যাসোলিন ইঞ্জিনের তুলনা বেশি হওয়া প্রয়োজন যাতে আদর্শ ফ্লেম কার্নেল উন্নয়ন ঘটতে পারে। আন্তর্জাতিক জার্নাল অফ ইঞ্জিন রিসার্চ এর ফলাফল অনুযায়ী, পাতলা মাদার এবং অনেক পরিমাণ দ্রবণ নিয়ে কাজ করার সময় 1.2 থেকে 2 মিলিসেকেন্ডের মধ্যে স্থিতিশীল আগুন পাওয়া যায়। অতিরিক্ত সময় সিএনজি-এর ধীরে জ্বলনশীল বৈশিষ্ট্য কে অতিক্রম করতে সাহায্য করে এবং ছোট ছোট শিখাগুলোকে তাপ হারানো বা বাতাসের গতির মতো বিষয়গুলো দ্বারা বিধ্বস্ত হওয়ার আগে বাড়ার জন্য যথেষ্ট জায়গা দেয়। যদি স্পার্কের সময়কাল খুব কম হয়, যেমন 1.2 মিলিসেকেন্ডের কম, তাহলে সমস্যা শুরু হয় যেমন অস্থির ইঞ্জিন কর্মদক্ষতা এবং অসম্পূর্ণ দহন। এই সমস্যা আরও খারাপ হয় যখন সিএনজি জ্বালানি ব্যবস্থার সাথে বাধ্যতামূলক প্রবর্ধন বা নিঃসৃত গ্যাস পুনঃসংবর্ধন ব্যবস্থা যুক্ত থাকে।

প্রসারিত সময়কাল, কুণ্ডলীর তাপীয় সীমা এবং মডিউলের নির্ভরযোগ্যতার মধ্যে বাণিজ্যিক আপোস

২.০ মিলিসেকেন্ডের বেশি স্পার্ক স্থায়িত্ব বাড়ানোর ফলে উল্লেখযোগ্য প্রকৌশলগত ত্রুটি দেখা দেয়:

• কয়েলের তাপীয় চাপ : প্রতি অতিরিক্ত ০.৫ মিলিসেকেন্ডে শীর্ষ কয়েল তাপমাত্রা প্রায় ৪০°সে বৃদ্ধি পায়, যা অন্তরণ বিঘ্ন এবং আর্কিং-এর ঝুঁকি বাড়িয়ে তোলে
• মডিউলের ক্ষয় : দীর্ঘস্থায়ী তড়িৎ প্রবাহ অর্ধপরিবাহীর ক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে, বিশেষ করে IGBT বা MOSFET-ভিত্তিক ড্রাইভারগুলিতে যা তাপীয় নকশার সীমার কাছাকাছি কাজ করে
• স্পার্ক তীব্রতা হ্রাস : দীর্ঘতর স্থায়িত্বের কারণে ভোল্টেজ কমে যায়, শীর্ষ স্পার্ক শক্তি হ্রাস পায় এবং উচ্চ চাপযুক্ত পরিবেশে গ্যাপ পার হওয়ার ক্ষেত্রে সমস্যা হতে পারে

অগ্রসর ইগনিশন মডিউলগুলি বাস্তব সময়ে তাপীয় মনিটরিং এবং অভিযোজিত ডুয়েল অ্যালগরিদমের মাধ্যমে এই ঝুঁকিগুলি কমায়—দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা ক্ষতিগ্রস্ত না করেই শিখা ধারাবাহিকতা নিশ্চিত করে।

FAQ

ইগনিশন মডিউলের প্রধান কাজ কী?

একটি ইগনিশন মডিউল গাড়ির তড়িৎ ব্যবস্থাকে ইঞ্জিনে জ্বালানি পোড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তিশালী স্পার্কের সঙ্গে সংযুক্ত করে, কম ভোল্টেজের সংকেতকে উচ্চ শক্তির স্পার্কে রূপান্তরিত করে।

সিএনজি-এর তুলনায় পেট্রোলের জন্য বেশি দহন শক্তির প্রয়োজন হয় কেন?

ধীরে ধীরে জ্বলে ওঠা, প্রশস্ত দহনশীল সীমা এবং তরল ও অস্থির অবস্থার মধ্যে নিভে যাওয়ার প্রবণতার কারণে সিএনজি-এর বেশি শক্তির প্রয়োজন হয়।

সিএনজি দহনের জন্য স্পার্ক স্থায়িত্ব কেন গুরুত্বপূর্ণ?

দীর্ঘতর স্পার্ক স্থায়িত্ব সিএনজি-এর জন্য স্থিতিশীল দহন নিশ্চিত করে যা এর ধীরে জ্বলে ওঠার বৈশিষ্ট্যকে ফুটিয়ে তোলে এবং দুর্বল মিশ্রণে আগেভাগে শিখা গঠনকে সমর্থন করে।