ບົດບາດຂອງໂມດູນຈັກຕົວໃນການຈັກຕົວເຊື້ອໄຟ

ໜ້າທີ່ຫຼັກຂອງໂມດູນຈັກເຄື່ອງໃນການເລີ່ມຕົ້ນການຈີກພັນທະ

ຈາກສັນຍານໄຟຟ້າຕ່ຳເຖິງຈີກພັນທະທີ່ມີພະລັງງານສູງ: ຂະບວນການປ່ຽນແປງພະລັງງານຂອງໂມດູນຈັກເຄື່ອງ

ມໍດູນໄຟຈະເຮັດໜ້າທີ່ເປັນຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ຫຼັກລະຫວ່າງລະບົບໄຟຟ້າ 12 ໂວນຂອງລົດກັບປະກາຍໄຟທີ່ມີພະລັງງານສູງ ເພື່ອຈະເຮັດໃຫ້ເຊື້ອໄຟໃນເຄື່ອງຈັກລຸກໂຈມ. ມໍດູນເຫຼົ່ານີ້ຂຶ້ນກັບເອເລັກໂທຣນິກແບບສະຖານະຖາວອນ ເພື່ອປ່ຽນທິດທາງຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ໄຫຼຜ່ານຂດລວດຕົ້ນຕົວຂອງຂດລວດຈຸດລາຍ. ເມື່ອເຫດການນີ້ເກີດຂຶ້ນ, ສະໜາມເເມ່ເຫຼັກຈະລົ້ມລົງຢ່າງທັນທີ, ເຮັດໃຫ້ເກີດການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງໄຟຟ້າໃນຂດລວດທຸຕິຍະ ໂດຍປົກກະຕິຈະເທົ່າກັບ 30,000 ໂວນ ຫຼື ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ. ລະບົບທັງໝົດນີ້ໄດ້ມາເເທນທີ່ຈຸດຕິດຕໍ່ແບບເຄື່ອງຈັກເເບບເກົ່າ ທີ່ເຄີຍພັງໄປຕາມການໃຊ້ງານ ແລະ ເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາກ່ຽວກັບເວລາຈຸດລາຍ. ຜົນປະໂຫຍດແມ່ນຫຍັງ? ເວລາການຈຸດລາຍຈະຄົງທີ່ລະອຽດເຖິງຂັ້ນລະດັບໄມໂຄວິນາທີ. ມໍດູນໄຟສ່ວນຫຼາຍໃນຍຸກປັດຈຸບັນສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືເກີນກວ່າ 100,000 ວົງຈອນ ກ່ອນທີ່ຈະເລີ່ມສະແດງເຖິງສັນຍານຂອງການສວມໃຊ້ ຫຼື ການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບ.

ວິທີການທີ່ຄວາມແນ່ນອນຂອງເວລາ, ອັດຕາການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງໄຟຟ້າ ແລະ ການຄວບຄຸມໄລຍະເວລາ ມີຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ການສ້າງນິວເຄຍຂອງປະກາຍໄຟ

ການເລີ່ມຕົ້ນຂະບວນການຈະເລີນເຕີບໂຕຂອງເປືອກໄຟທີ່ປະສົບຜົນສຳເລັດ ຂຶ້ນກັບສາມປັດໃຈທີ່ຖືກຄວບຄຸມຢ່າງເຂັ້ມງວດໂດຍໂມດູນຈຸດໄຟ:

• ຄວາມແມ່ນຍຳດ້ານເວລາ (±0.1° ມຸມເຄີມຟາ: ສຳຄັນສຳລັບການດຳເນີນງານ CNG ທີ່ມີເຊື້ອເຊີ້ນບາງ, ເຊິ່ງໜ້າຕ່າບຸນ ignition ທີ່ແຄບ—ຫຼຸດປະມານ 40% ສຳລັບນ້ຳມັນເຊື້ອເຊີ້ນ—ຕ້ອງການການຈັດພັດທີ່ແທ້ແນ່ກັບຕຳແຫຼກ piston
• ອັດຕາການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຄວາມຕ້ານທານ (>1 kV/µs): ຮັບປະກັນການແຍກຕົວຂອງຊ່ອງຈຸດໄຟຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄວາມດັນສູບສູງເຖິງ 300 psi
• ການຄວບຄຸມໄລຍະເວລາຈັດເກັບພະລັງງານ (1.5–3.5 ms): ປັບໄລຍະເວລາການອິ່ມຕົວຂອງຂດລວງຢ່າງມີຊີວິດ ເພື່ອສົ່ງພະລັງງານຈຸດໄຟ ≥3.0 mJ ໃນຂະນະທີ່ຄວບຄຸມພະລັງງານຄວາມຮ້ອນ

ຂໍ້ມູນຈາກສະທ້ອນຈິງຈາກການທົດສອບເຊື້ອໄຟທີ່ເປັນກາຊທີ່ຜ່ານການຮັບຮອງຈາກ EPA ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ການເບີກເຫຼ່ຽມຂອງປັດໃຈໃດໆທີ່ເກີນ 5% ຈະເພີ່ມຄວາມຖີ່ຂອງການລົ້ມເຫຼວໃນການຈຸດໄຟສູງເຖິງ 17 ເທື່ອ—ໃນເງື່ອນໄຂການເຜົາໄໝ້ທີ່ມີອັດຕາສ່ວນນ້ຳມັນໜ້ອຍ ແລະ ມີການປົນເປື້ອນ EGR—ເນັ້ນໃຫ້ເຫັນເຖິງເຫດຜົນທີ່ໂມດູນທີ່ໃຊ້ໄມໂຄຣໂປເຊດເຊີ ປັດຈຸບັນສາມາດບັນລຸຄວາມໝັ້ນຄົງໃນການເຜົາໄໝ້ໄດ້ເຖິງ 99.97% ເຖິງແມ່ນໃນສະພາບ λ = 1.6

ຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານຈຸດໄຟສຳລັບການເຜົາໄໝ້ CNG ທີ່ໝັ້ນຄົງ

ເຫດຜົນທີ່ກາຊວນທຳມະຊາດທີ່ຖືກອັດແຮງຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍຂຶ້ນປະມານ 2 ຫາ 3 ເທົ່າ ເມື່ອທຽບກັບນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟປົກກະຕິ ແມ່ນມີສ່ວນກ່ຽວຂ້ອງກັບປັດໄຈຫຼາຍຢ່າງ. ອັນດັບທຳອິດ, ກາຊວນ CNG ຈະເຜົາໄໝ້ຊ້າກວ່ານ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ, ມີຄວາມໄວຂອງເປືອງໄຟໃນສະພາບປົກກະຕິປະມານ 0.38 ແມັດຕໍ່ວິນາທີ ເມື່ອທຽບກັບປະມານ 0.8 ແມັດຕໍ່ວິນາທີ ສຳລັບນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ. ຕໍ່ມາກໍຄື ຊ່ວງທີ່ງ່າຍຈະເກີດໄຟໄໝ້ຂອງ CNG ທີ່ກວ້າງເກີນໄປ, ຢູ່ລະດັບ 5 ຫາ 15 ເປີເຊັນ ເມື່ອທຽບກັບ 1.4 ຫາ 7.6 ເປີເຊັນ ຂອງນ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໃນສະພາບການທີ່ສ່ວນປະສົມຂອງເຊື້ອໄຟກັບອາກາດແຈ່ນຈາງ ແລະ ມີຄວາມກົດດັນສູງພາຍໃນຫ້ອງຈຸດເຜົາ, CNG ຈະມີໂອກາດດັບໄຟໄດ້ງ່າຍກວ່າ. ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ໝາຍຄວາມວ່າ ປຸກຈຸດເຜົາຈະຕ້ອງເຮັດວຽກໜັກຂຶ້ນ ແລະ ເວລາຍາວຂຶ້ນ ເພື່ອໃຫ້ເກີດເປືອງໄຟໃນເບື້ອງຕົ້ນ ແລະ ຮັກສາຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງເປືອງໄຟໃນຂະບວນການເຜົາໄໝ້, ໂດຍສະເພາະໃນເຄື່ອງຈັກທີ່ມີລະດັບການປະສົມທີ່ແຈ່ນຈາງສູງໃນມື້ນີ້.

ຂອບເຂດທາງປະສົບການ: 2.5–4.5 mJ ສຳລັບການພັດທະນາເປືອງໄຟ CNG ທີ່ໜ້າເຊື່ອຖືໄດ້ ໃນເງື່ອນໄຂທີ່ສ່ວນປະສົມແຈ່ນຈາງ ແລະ ມີການປະສົມສູງ
ການສຶກສາທີ່ໄດ້ຮັບການທบทວນຈາກຜູ້ຊ່ຽວຊານ—ລວມທັງເອກະສານດ້ານວິຊາການ SAE International ເລກທີ 2021-01-0556—ຢືນຢັນວ່າ ການຈະເລີນຂອງ CNG ຕ້ອງການພະລັງງານຈະເລີນທີ່ສົ່ງມາ 2.5–4.5 mJ. ຂອບເຂດທີ່ສູງຂຶ້ນນີ້ເກີດຈາກປັດໃຈສາມຢ່າງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັນ:

• ຂໍ້ຈຳກັດການຈະເລີນທີ່ມີອາກາດຫຼາຍ : ອາກາດສ່ວນเกินຈະຫຼຸດຜ່ອນການຕອບສະຫນອງຂອງສ່ວນປະສົມ, ເຮັດໃຫ້ເວລາທີ່ຕ້ອງການໃນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງນິວເຄຍຍາວຂຶ້ນ
• ການປົນເປື້ອນຂອງແຮງດັນ : EGR ຈະເພີ່ມຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານຈະເລີນຂຶ້ນ 30–40% ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງຣາດິກອນ
• ຄວາມດູນຂອງລະບົບ : ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີອັດຕາສ່ວນກົດອັດສູງຈະເຮັດໃຫ້ຊ່ອງວ່າງຈະເລີນຖືກບັງຄັບໃຫ້ຮັບກັບຄວາມດັນທີ່ເກີນ 300 psi, ເຮັດໃຫ້ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນ ແລະ ສະກັດກັ້ນການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄຟໃນຂັ້ນຕົ້ນ

ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການນີ້, ໂມດູນຈະເລີນທີ່ທັນສະໄຫມຈະໃຊ້ການຈະເລີນຫຼາຍຄັ້ງ ແລະ ຍືດເວລາຈະເລີນອອກໄປ (>1.5 ms), ເພື່ອຮັບປະກັນການຈະເລີນທີ່ແຮງແຮງ ເຖິງແມ້ກະທັ້ງໃນອັດຕາສ່ວນອາກາດ-ເຊື້ອໄຟທີ່ເກີນ λ = 1.5.

ເວລາຈະເລີນ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງມັນຕໍ່ຄວາມສະຖຽນຂອງການຈະເລີນ

ໄລຍະເວລາໄຟຟ້າທີ່ເໝາະສົມ (1.2–2.0 ms) ໃນການຮັກສາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄຟໃນຂັ້ນຕົ້ນ ສຳລັບເຊື້ອໄຟແບບກາຊ

ເມື່ອເຮັດວຽກກັບເຊື້ອຊາຍທີ່ຢູ່ໃນຮູບແກັດເຊັ່ນ: ທຳມະຊາດທີ່ຖືກອັດ (CNG), ແປວໄຟຕ້ອງຄົງຢູ່ດົນກວ່າທີ່ປົກກະຕິສຳລັບເຄື່ອງຈັກນ້ຳມັນທົ່ວທຳມະ, ຖ້າພວກເຮົາຕ້ອງການການພັດເຕີບໂຕທີ່ດີຂອງແປວໄຟນ້ອຍ. ຕາມການຄົ້ນພົບຈາກວາລະສານສາກົນຂອງການຄົ້ນຄວ້າເຄື່ອງຈັກ, ລະດັບປະມານ 1.2 ຫາ 2 ມິນລິວິນາທີ ເບິ່ງຄືເວລາທີ່ເໝາຍສຳລັບການຈະລັ່ງໄຟທີ່ໝັ້ນຂຶ້ນເມື່ອໃຊ້ສ່ວນປະສົມທີ່ອ່ອນແລະມີການເຈືອຫຼາຍ. ເວລາເພີ່ນເພີ່ນນີ້ຊ່ວຍເອົາຊະນະຄຸນສົມບັດການຈະລັ່ງໄຟຊ້າຂອງ CNG ແລະໃຫ້ແປວໄຟນ້ອຍນີ້ມີເວລາພຽງພໍເພື່ນເຕີບໂຕກ່ອນກົງລົມ ຫຼື ການເຄື່ອນທີ່ຂອງອາກາດເຮັດໃຫ້ມັນເສຍ. ຖ້າແປວໄຟສັ້ນເກີນ, ນ້ອຍກວ່າ 1.2 ມິນລິວິນາທີ, ບັນຫາຈະເລີ່ມປາກົດຂຶ້ນ, ລວມເຖິງການປະຕິບັດຂອງເຄື່ອງຈັກທີ່ບໍ່ຄົງທີ່ ແລະ ການຈະລັ່ງໄຟທີ່ບໍ່ຄົບ. ສະພາບນີ້ຈະກາຍເປັນຍິ່ງຮ້າຍຂຶ້ນໃນລະບົບທີ່ມີການອັດແອວກ່ຽວກັບລະບົບກັບຄືນຂອງກາດເຜົາທີ່ອອກຈາກເຄື່ອງຈັກ ແລະ ການໃຊ້ CNG ເປັນເຊື້ອຊາຍ.

ການເຊື່ອງດ້ວຍການຍົກຍ້ອງເວລາ, ຂອບເຂດຄວາມຮ້ອນຂອງຂດລວດ, ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຂອງໂມດູນ

ການຍືດເວລາຂອງຜ່າງໄຟເກີນ 2.0 ms ຈະນຳມາສູ່ຂໍ້ເຄິ່ງທາງດ້ານວິສະວະກອນທີ່ມີຄວາມໝາຍ:

• ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງຂດ້ານຄຼ້ອຍ : ທຸກ 0.5 ms ເພີ່ນໜຶ່ງຈະເພີ່ນອຸນຫະພູມສູງສຸດຂອງຄຼ້ອຍຂຶ້ນປະມານ 40°C, ເພີ່ນຄວາມສ່ຽງຂອງການແຕກຂອງຊັ້ນກັ້ງແລະການເກີດສະໄໝ
• ການເສື່ອມຂອງໂມດູນ : ການໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າເປັນຍາວເວລານານຈະເຮັດໃຫ້ເຊມິໂຄນດຸດເສື່ອມໄວ, ໂດຍສະເພກໃນຜູ້ຂັບທີ່ໃຊ້ IGBT ຫຼື MOSFET ເຊິ່ງກຳລັງເຮັດວຽກໃກສຳເຂົ້າກັບຂອດອຸນຫະພູມອອກແບບສູງສຸດ
• ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຂັ້ມຂອງສະໄໝ : ເວລາຍືດຍາວເຮັດໃຫ້ຄວາມໄຟຟ້າລົດລົງ, ເຮັດໃຫ້ພະລັງສູງສຸດຂອງສະໄໝອ່ອນແລະອາດບໍ່ພຽງພໍໃນການຂ້າມຊ່ອງຫວ່າງໃນສະພາບແວດອ້ມທີ່ມີຄວາມດັ້ນສູງ

ໂມດູນຈັກເຄື່ອງຈີ້ດີຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການຕິດຕາມອຸນຫະພູມແບບຈິງແລະອະລິຍະກະດົມກຳນົດເວລາຢູ່ໃນໂມດູນຢ່າງປັບຕົວ—ຮັບປະກັນຄວາມຕໍ່ອາຍຂອງເພິງໂດຍບໍ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມເຊື່ອມພົວພັນໃນໄລຍະຍາວ.

ຄຳຖາມທີ່ຖາມບໍ່ຍາກ

ໜ້າງານຫຼັກຂອງໂມດູນຈັກເຄື່ອງຈີ້ດີແມ່ນຫຍັງ?

ໂມດູນຈັກເຄື່ອງຈີ້ດີເຊື່ອມຕໍ່ລະບົບໄຟຟ້າຂອງລົດກັບສະໄໝທີ່ມີພະລັງສູງ´ຊຶ່ງຈຳເລີ່ນໄຟຟ້າຕ່ຳເປັນສະໄໝທີ່ມີພະລັງສູງເພື່ອຈີ້ດີເຊື້ນເຊື້ອເຊີ້ນໃນເຄື່ອງຈັກ.

ເຫດໃດ ທີ່ CNG ຕ້ອງການພະລັງງານຈັບໄຟຫຼາຍກວ່ານ້ຳມັນເຊື້ອໄຟ?

CNG ຕ້ອງການພະລັງງານຫຼາຍກວ່າ ເນື່ອງຈາກອັດຕາການເຜົາໄໝ້ຊ້າ, ຍ່ານການເຜົາໄໝ້ກວ້າງ, ແລະ ມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ຈະດັບໄຟໃນສະພາບອາກາດທີ່ບໍ່ມີອົກຊິເຈນພຽງພໍ ແລະ ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການຮົ້ນລົ້ນ.

ເຫດໃດ ທີ່ເວລາຈັບໄຟ (spark duration) ມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການເຜົາໄໝ້ CNG?

ການຈັບໄຟເປັນເວລາດົນຈະຮັບປະກັນການຈັບໄຟທີ່ໝັ້ນຄົງສຳລັບ CNG ໂດຍຄຳນຶງເຖິງລັກສະນະການເຜົາໄໝ້ຊ້າຂອງມັນ ແລະ ສະໜັບສະໜູນການຂະຫຍາຍໂຟມຂັ້ນຕົ້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນສ່ວນປະສົມທີ່ຖືກເຈືອຈາງ.