EN
Жану басталуындағы оттық модулдің негізгі функциясы
Төмен кернеулі сигналдан жоғары энергиялы от жұлуға дейін: оттық модулдің энергия түрлендіру процесі
Жағылым модулі карбюратордың стандартты 12 вольттық электр жүйесі мен двигательде отынды жағу үшін қажет болатын қуатты отшамалардың арасындағы негізгі байланыс нүктесі болып табылады. Бұл модульдер жағылым орамасының бірінші орамасы арқылы токтың ауытқуын басқаратын күйініздік электрониканы пайдаланады. Мұның болуы магнит өрісінің сәтті ықшамдалуына әкеледі, екінші орамада әдетте 30 мың вольттан жоғары кернеудің үлкен шыңын тудырады. Бұл бүкіл жүйе уақыт бойы тозып, уақыттау мәселелерін тудыратын ескі механикалық контактілердің орнын басып отыр. Пайдасы? Жағылымның уақыттауы микросекунд деңгейіне дейін тұрақты болып қалады. Көптеген заманауи жағылым модульдері тозу немесе өнімділіктің төмендеу белгілерін көрсетпес бұрын 100 мыңнан астам цикл бойы сенімді жұмыс істей алады.
Уақыттау дәлдігі, кернеудің көтерілу жылдамдығы және dwell басқару шаманың түзілуіне қалай әсер ететіні
Жалын ядросының сәтті пайда болуы жанғыштық модулімен бақыланатын үш дәл реттелетін параметрге байланысты:
- Уақытты өлшеу дәлдігі (±0,1° бұранда бұрышы): Пайдаланылатын CNG-ге тән жоғары дәрежедегі ауа-отын қоспасында жану терезесі газолинмен салыстырғанда шамамен 40% аз болуы салдарынан поршень орнымен дәл синхрондау қажет болады
- Кернеудің өсу жылдамдығы (>1 кВ/мкс): Цилиндрдегі қысымның 300 psi-ге дейін өзгеруіне қарамастан, жанкүйектегі электр доғасының тұрақты туындауын қамтамасыз етеді
- Ток ұзақтығының бақылауы (1,5–3,5 мс): Катушканың қанығу уақытын динамикалық түрде реттеп, жанкүйек энергиясы ≥3,0 мДж болатындай етіп және жылу жүктемесін басқаратындай етіп қамтамасыз етеді
EPA бекіткен газ тәрізді отындар бойынша өткізілген сынақтардың деректері бұл параметрлердің кез келгенінде 5%-дан асатын ауытқулар ЕГР-мен сұйылтылған, ауасы артық шарттарда жанудың 17%-ға дейін ұлғаюына әкелетінін көрсетеді — осының салдарынан микропроцессорлық модульдер λ = 1,6 болғанда да 99,97% жану тұрақтылығына жетеді
Тұрақты CNG жануы үшін жанғыштық энергиясының талаптары
Сығылған табиғи газдың кәдімгі бензинге қарағанда жану үшін 2-ден 3 есе көп энергияны қажет етуінің себебі бірнеше факторлармен байланысты. Біріншіден, CNG бензинге қарағанда әлдеқайда баяу жанады, оның ламинарлы жалын жылдамдығы секундына 0,38 метрге қарсы бензин үшін шамамен 0,8 м/с құрайды. Екіншіден, CNG үшін оттың таралу ауқымы 5-тен 15 пайызға дейін, ал бензин үшін тек 1,4-тен 7,6 пайызға дейін болатын өте кең концентрация диапазоны болып табылады. Сонымен қатар, жану камерасының іші тым сиреу және турбулентті болған кезде CNG толығымен өшіп қалуға бейім. Осы барлық сипаттамалар жанудың бастапқы фазасында жалынды жасау және жану циклі бойы бойы тұрақты ұстап тұру үшін жұлдызшаларға әлдеқайда қаттырақ және ұзағырақ жұмыс істеу қажеттігін білдіреді, әсіресе бүгінгі заманғы қозғалтқыштарда сирету деңгейлері жиі өте жоғары болады.
Эмпирикалық порогтар: сиреу, жоғары сирету шарттарында CNG үшін сенімді жалын ядросының дамуы үшін 2,5–4,5 мДж
SAE International Technical Paper 2021-01-0556 сияқты бірлескен зерттеулер тұрақты CNG жануының 2,5–4,5 мДж шамасындағы жанкүйер энергиясын қажет ететінін растайды. Бұл жоғары деңгей үш байланысқан фактордан туындайды:
- Жану шектеулерін азайту : Артық ауа қоспаның реакцияға түсу қабілетін төмендетеді және ядроның өсу уақытын ұзартады
- Зарядтың сұйықтануы : ЕГҚ қоспа температурасы мен радикалдар концентрациясын төмендету арқылы жанкүйер энергиясына деген талапты 30–40% арттырады
- Қысым динамикасы : Жоғары компрессиялық коэффициентті қозғалтқыштар жанкүйер саңылауына 300 psi астам қысым түсіреді, диэлектрик беріктігін арттырады және бастапқы жалынның таралуын басады
Бұл талаптарды орындау үшін заманауи жанкүйер модульдері бірнеше рет жанкүйер беру мен ұзақ жанкүйер ұзақтығын (>1,5 мс) қолданады, λ = 1,5-тен жоғары ауа-отын қатынасында да сенімді жанкүйерді қамтамасыз етеді.
Жанкүйер ұзақтығы және жану тұрақтылығына әсері
Газ тәрізді отындарда бастапқы жалынның өсуін қолдаудың оптималды ток ұзақтығы (1,2–2,0 мс)
Қысылған табиғи газ (CNG) сияқты газ түріндегі отындармен жұмыс істегенде, жалынның ядросы дұрыс дамуы үшін жай ғана бензин двигателдеріне қарағанда жалынды ұзағырақ уақыт ұстау қажет. Халықаралық двигатель зерттеулер журналының деректері бойынша, CNG-мен аздап отын қоспасын пайдаланған кезде тұрақты тұтануды қамтамасыз ету үшін шамамен 1,2 — 2 миллисекунд жеткілікті болып табылады. Қосымша уақыт CNG-нің баяу жану сипаттамаларын жеңуге және жылу жоғалту немесе ауа қозғалысы сияқты факторлар оларға әсер етпес бұрын кішкентай жалындардың жеткілікті дәрежеде өсуіне мүмкіндік береді. Егер жалын 1,2 миллисекундтан қысқа болса, қозғалтқыштың үйлесімсіз жұмыс істеуі мен толық емес жану сияқты мәселелер пайда болады. Бұл CNG отынын қолданатын, бірақ мәжбүрлі индукция немесе шығару газдарын қайта шығаратын жүйелері бар орнатылымдарда одан да нашарлау болады.
Ұзақ мерзімділік, катушканың жылулық шектері және модульдің сенімділігі арасындағы компромисстер
2,0 мс-тан астам уақыт бойы айқай ұзақтығын ұзарту маңызды инженерлік компромисстерді тудырады:
- Катушканың жылулық кернеуі : Әрбір қосымша 0,5 мс катушканың ең жоғары температурасын шамамен 40°C-ге көтереді, осылайша изоляцияның бүлінуі мен доға пайда болу қаупін арттырады
- Модульдің бұзылуы : Токтың ұзақ уақыт ағуы жартылай өткізгіштің тозуын жылдамдатады, әсіресе жылулық конструкторлық шектерге жақын жұмыс істейтін IGBT немесе MOSFET негізіндегі драйверлерде
- Айқайдың қарқындылығының төмендеуі : Ұзақ уақыт айқай кернеудің төмендеуіне әкеледі, осының салдарынан айқайдың ең жоғары қуаты азаяды және қысымы жоғары орталарда саңылауды жеңіп өтуге кедергі жасалуы мүмкін
Осындай қауіптерді алдын алу үшін озық деңгейдегі жанармай жағылу модульдері нақты уақыт режиміндегі жылулық бақылау мен бейімделетін dwell алгоритмдерін қолданады — бұл оттың тұрақтылығын ұстауға мүмкіндік береді және ұзақ мерзімді сенімділікті бұзбайды.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Жағылу модулінің негізгі рөлі қандай?
Жағылу модулі автомобильдің электр жүйесін двигателде отынды жағу үшін қажетті күшті айқайлармен байланыстырады, ол төмен кернеулі сигналдарды жоғары энергиялы айқайларға түрлендіреді.
CNG-ға жанармайдың жануына қарағанда неге көбірек жану энергиясы қажет?
CNG-ға көбірек энергия қажет, өйткені оның жану жылдамдығы баяу, жану ауқымы кең және әлсіз, турбулдық жағдайларда өшіп қалуға бейім.
CNG-ның жануы үшін жұлдыз түріндегі оттың ұзақтығы неге маңызды?
Ұзақ жұлдыз түріндегі от CNG-ның баяу жану сипаттамасын қамтамасыз етіп, әсіресе сұйықтырылған қоспаларда жану бастырының тұрақты болуын қамтамасыз етеді.