FIGURE 5.22Schematic diagram of the

FIGURE 5.22
Schematic diagram of the direct injection system in an SI engine.


solve the problem of lower power output. However, such a system will have cost implications and the injector has to withstand high pressure and temperature in the cylinder. The use of the solenoid injector in direct injection creates considerable problems because the injector has to withstand the severity of the thermal environment




and the force requirements are very high due to the strict controlled injection timing and the requirement for faster opening. Owing to working at high pressure, there can be a leakage problem as well. Further, such an injection system is in its preliminary stage of research and development (R&D). A few manufacturers have opted for it on a commercial scale. Large-scale commercial deployment may not be possible in the near future [9].
4. Port injection system: In the port injection system, the fuel is injected into the inlet valve port of each cylinder through an injector placed close to the upstream side of the intake valve. The main advantage of port injection is increased power and torque through improved volumetric efficiency. Other advantages include uniform fuel distri- bution, rapid response to changes in throttle position and precise control of the A/F ratio during cold start and engine warm-up. The fuel injection can be timed or continuous injection [6].


5.1.8 Continuous Injection
There are several ways of actuating the injectors, such as hydraulic, pneu- matic and electromagnetic (solenoid operated). Solenoid-operated injectors are mainly being used. Hydraulic injectors have an advantage of low noise.
The solenoid-operated injectors can be based on static flow or dynamic flow. In static flow, the armature is kept attracted by the coil and the injector delivers the flow. This is related to the maximum power output of a particu- lar engine. In dynamic flow, the injector is pulsed with a given pulse width, resulting in a flow, and it is important to determine the lowest load that can be applied to a particular engine. The accuracy of injectors is specified in terms of tolerances for static and dynamic flows to enhance the fast opening of the injector. An injector driver is a very sophisticated design allowing a very fast rise of current in the beginning to overcome the magnetic inertia. Subsequently, the current is reduced to minimise the heat build-up in the injector. In this way, it is possible to lower the pulse width, whereby the dynamic range decreases.


5.1.9 Timed Manifold Injection
Fuel is injected at regular intervals depending on the position of the piston. Injection takes place when the inlet valve opens and it ceases before the inlet valve closes. In a multi-cylinder engine, a separate injector is needed for each cylinder. Fuel is injected into each cylinder depending on the valve timing of that cylinder.
The performance and emission characteristics of SI engines fuelled by an alternative fuel are explained in the later part of this chapter. The IC engine parameters are optimised for base fuel such as gasoline or diesel. The majority of vehicles in the world have gasoline-fuelled SI engines and




diesel-fuelled CI engines. Dedicated vehicles for the use of alternative fuels such as E15, E85, M15, M85 and B20 are very less. In many countries, utilisa- tion of alternative fuels in IC engines is in the R&D stage.
The vehicle’s design and operating parameters need to be optimised for better performance and emission characteristics of IC engines to utilise the alternative fuels more effectively. Flame speed also plays an important role.


5.1.10 Exhaust Gas Recirculation
The most effective way of reducing NOx emissions is to hold the combustion chamber temperature down. Although practical, this is a method in which the thermal efficiency of the engine gets reduced. We know that to obtain maximum engine thermal efficiency, it should be operated at the highest possible temperature. Probably the simplest and most practical method of reducing maximum flame temperature is to dilute the air–fuel mixture with a non-reacting parasite gas. This gas absorbs energy during combustion without contributing any energy input. The net result is a lower flame tem- perature. Any non-reacting gas would work as a diluent. Gases with larger specific heat absorb the most energy per unit mass and would therefore be required in the least amount.
Adding any non-reacting neutral gas to the inlet air–fuel mixture reduces the flame temperature and hence reduces NOx generation; exhaust gas recirculation (EGR) is one gas that is readily available for engine use. Exhaust gas recycling is done by ducting some of the exhaust flow back into the intake system. The amount of flow can be high as 30% of the total intake. EGR combines with the exhaust residual left in the cylinder from the previous cycle to effectively reduce the maximum combustion tem- perature. The flow rate of EGR is controlled by the engine management computer-controlled system or digital manometer or rotameter.


5.1.11.1 Oxides of Nitrogen
The exhaust gases of an engine can have up to 2000 ppm of oxides of nitro- gen. Most of this will be nitrogen oxide (NO), with a small amount of nitrogen dioxide (NO2). There will be other traces of other nitrogen–oxygen combina- tions. These are all grouped together as NOx with x representing some suit- able number. NOx is very undesirable; regulations to reduce NOx emission continue to become more and more stringent year by year. The released NOx reacts in the atmosphere to form ozone and is one of the major causes of photochemical smog.
NOx is formed mostly from nitrogen in the air. Nitrogen can also be found in fuel blends. Further, fuel may contain traces of NH3, NC and HCN, but these would contribute only to a minor degree. There are a number of pos- sible reactions that form NO. All the restrictions are probably occurring

Kết quả (Việt) 1:

CON SỐ 5,22Sơ sơ đồ hệ thống phun trực tiếp trong một động cơ SI.giải quyết vấn đề của sản lượng điện thấp. Tuy nhiên, một hệ thống như vậy sẽ có tác động chi phí và vòi phun có chịu được áp lực cao và nhiệt độ trong xi-lanh. Sử dụng phun vì phun trực tiếp tạo ra nhiều vấn đề bởi vì vòi phun có để chịu được mức độ nghiêm trọng của môi trường nhiệt và yêu cầu lực lượng là rất cao do thời gian chặt chẽ kiểm soát tiêm và các yêu cầu cho việc mở nhanh hơn. Do làm việc ở áp suất cao, có thể có một vấn đề rò rỉ là tốt. Hơn nữa, một hệ thống phun là trong giai đoạn sơ bộ nghiên cứu và phát triển (R & D). Một vài nhà sản xuất đã chọn cho nó trên một quy mô thương mại. Việc triển khai thương mại quy mô lớn có thể không thể trong tương lai gần [9].4. Hệ thống phun port: trong hệ thống phun port, nhiên liệu tiêm vào đầu vào cổng Van mỗi xi lanh thông qua một vòi phun được đặt gần phía thượng nguồn của van hút khí. Các lợi thế chính của cổng tiêm là tăng sức mạnh và mô-men xoắn thông qua cải thiện hiệu quả thể tích. Lợi thế khác bao gồm thống nhất nhiên liệu distri-bution, các phản ứng nhanh chóng để thay đổi vị trí Van bướm và kiểm soát chính xác của A / F tỷ lệ trong lạnh bắt đầu và động cơ khởi động. Phun nhiên liệu có thể là hẹn giờ hoặc liên tục tiêm [6].5.1.8 liên tục tiêmCó rất nhiều cách để actuating kim phun, chẳng hạn như thủy lực, pneu-matic và điện từ (solenoid hoạt động). Kim phun Solenoid hoạt động chủ yếu là đang được sử dụng. Thủy lực phun có một lợi thế của tiếng ồn thấp.Kim phun solenoid hoạt động có thể được dựa trên dòng chảy tĩnh hoặc năng động dòng chảy. Trong dòng chảy tĩnh, thiết bị được giữ thu hút bởi các cuộn dây và vòi phun cung cấp dòng chảy. Điều này liên quan đến đầu ra công suất tối đa của một động cơ particu-lar. Trong dòng chảy năng động, vòi phun pulsed có chiều rộng xung nhất định, kết quả là một dòng chảy, và nó là quan trọng để xác định tải thấp nhất có thể được áp dụng cho một công cụ cụ thể. Tính chính xác của kim phun được chỉ định trong điều khoản của các dung sai cho dòng chảy tĩnh và năng động để nâng cao nhanh chóng mở vòi phun. Một lái xe phun là một thiết kế rất tinh vi cho phép sự gia tăng rất nhanh của hiện tại trong đầu để vượt qua quán tính từ. Sau đó, hiện nay là giảm nhằm giảm thiểu xây dựng nhiệt trong vòi phun. Bằng cách này, nó có thể thấp hơn chiều rộng xung, theo đó phạm vi năng động giảm.5.1.9 hẹn giờ đa dạng tiêmNhiên liệu tiêm đặn tùy thuộc vào vị trí của động cơ piston. Tiêm diễn ra khi Van khí vào sẽ mở ra và nó không còn trước khi Van khí vào đóng. Trong một động cơ xi lanh đa, một vòi phun riêng biệt là cần thiết cho mỗi xi lanh. Nhiên liệu được tiêm vào mỗi xi lanh tùy thuộc vào thời gian van xi lanh đó.Các đặc tính hiệu suất và phát thải của SI động cơ thúc đẩy bởi một nhiên liệu thay thế được giải thích trong phần sau của chương này. Các tham số động cơ IC được tối ưu hóa cho các nhiên liệu cơ bản như xăng hoặc dầu diesel. Phần lớn các xe trên thế giới có động cơ nhiên liệu xăng SI và nhiên liệu diesel động cơ CI. Xe chuyên dụng cho việc sử dụng của các nhiên liệu thay thế như E15, E85, M15, M85 và B20 có rất ít. Ở nhiều nước, utilisa-tion của các nhiên liệu thay thế trong công cụ kiếm IC là trong R & D giai đoạn.Của xe thiết kế và điều hành các thông số cần phải được tối ưu hóa cho tốt hơn các đặc tính hiệu suất và phát thải của IC động cơ để sử dụng các loại nhiên liệu thay thế hiệu quả hơn. Ngọn lửa tốc độ cũng đóng một vai trò quan trọng.5.1.10 xả khí tuần hoànCách hiệu quả nhất của việc giảm lượng khí thải NOx là để giữ nhiệt độ buồng đốt. Mặc dù thực tế, đây là một phương pháp hiệu quả nhiệt của động cơ được giảm xuống. Chúng tôi biết rằng để có được hiệu quả nhiệt động cơ cực đại, nó nên được sử dụng ở nhiệt độ cao nhất có thể. Có lẽ phương pháp đơn giản và thiết thực nhất của việc giảm nhiệt độ ngọn lửa tối đa là để pha loãng hỗn hợp khí-nhiên liệu với một phản ứng không khí ký sinh trùng. Khí này hấp thụ năng lượng trong quá trình đốt cháy mà không đóng góp bất kỳ đầu vào năng lượng. Kết quả là một ngọn lửa thấp tem-perature. Bất kỳ phản ứng không khí sẽ làm việc như một pha loãng. Khí với lớn hơn nhiệt hấp thụ nhiều năng lượng cho mỗi đơn vị khối lượng và do đó sẽ được yêu cầu trong số tiền ít nhất.Thêm bất kỳ phòng không phản ứng trung lập khí hỗn hợp khí-nhiên liệu đầu vào làm giảm nhiệt độ ngọn lửa và do đó làm giảm NOx thế hệ; ống xả khí tuần hoàn (EGR) là một chất khí đó là dễ dàng có sẵn để sử dụng động cơ. Ống xả khí tái chế được thực hiện bởi ống dẫn một số dòng khí thải trở lại vào hệ thống tiêu thụ. Số lượng dòng chảy có thể cao tới 30% tổng lượng. EGR kết hợp với khí thải dư còn lại trong xi-lanh từ chu kỳ trước đó để có hiệu quả giảm tối đa đốt tem-perature. Tốc độ dòng chảy của EGR được điều khiển bởi hệ thống máy tính điều khiển công cụ quản lý hoặc kỹ thuật số manometer hoặc rotameter.5.1.11.1 oxit nitơKhí xả của động cơ có thể đã lên đến 2000 ppm ôxít của nitro-gen. Phần lớn này sẽ có nitơ ôxít (NO), với một số lượng nhỏ của nitơ điôxít (NO2). Sẽ có các dấu vết của tions combina các nitơ-oxy. Tất cả được nhóm chúng với nhau như NOx với x đại diện cho một số phù hợp với - có thể số. NOx là rất không mong muốn; Các quy định để giảm phát thải NOx tiếp tục trở thành nhiều hơn và nhiều hơn nữa nghiêm ngặt từng năm. NOx phát hành phản ứng trong khí quyển để hình thức ôzôn và là một trong những nguyên nhân chính của photochemical sương mù.NOx được tạo thành chủ yếu từ nitơ trong không khí. Nitơ cũng có thể được tìm thấy trong nhiên liệu hỗn hợp. Hơn nữa, nhiên liệu có thể chứa dấu vết của NH3, NC và Măng xông HCN, nhưng những sẽ góp phần vào chỉ đến một mức độ nhỏ. Có một số phản ứng pos-Fremont mà hình thức chưa Tất cả các hạn chế đang có thể xảy ra

Kết quả (Việt) 2:

Hình 5.22
Sơ đồ của hệ thống phun xăng trực tiếp trong một động cơ SI. Giải quyết vấn đề sản lượng điện năng thấp hơn. Tuy nhiên, một hệ thống như vậy sẽ có tác động chi phí và các vòi phun có để chịu được áp suất cao và nhiệt độ trong xi lanh. Việc sử dụng các vòi phun solenoid trong tiêm trực tiếp tạo ra những vấn đề đáng kể vì các vòi phun có chịu được mức độ nghiêm trọng của môi trường nhiệt và các yêu cầu lực lượng rất cao do thời gian tiêm được kiểm soát chặt chẽ và yêu cầu mở nhanh hơn. Do làm việc ở áp suất cao, có thể là một vấn đề rò rỉ là tốt. Hơn nữa, một hệ thống phun như vậy là trong giai đoạn đầu của nghiên cứu và phát triển (R & D). Một vài nhà sản xuất đã chọn cho nó trên một quy mô thương mại. Triển khai thương mại quy mô lớn có thể không được có thể trong tương lai gần [9]. 4. Hệ thống phun Port: Trong hệ thống phun cảng, nhiên liệu được bơm vào cổng van đầu vào của mỗi xi lanh thông qua một vòi phun đặt gần phía thượng nguồn của các van nạp. Ưu điểm chính của tiêm cổng được gia tăng quyền lực và mô-men xoắn thông qua cải thiện hiệu suất thể tích. Những lợi ích khác bao gồm đồng phục nhiên liệu phân bố, phản ứng nhanh với những thay đổi ở vị trí bướm ga và điều khiển chính xác của tỷ lệ A / F trong bắt đầu lạnh và động cơ khởi động. Phun nhiên liệu có thể được hẹn giờ hoặc tiêm liên tục [6]. 5.1.8 tục tiêm Có một số cách để gạt các kim phun, chẳng hạn như thủy lực, matic pneu- và điện từ (Solenoid hoạt động). Kim phun Solenoid-vận hành chủ yếu được sử dụng. Kim phun thủy lực có một lợi thế của tiếng ồn thấp. Các kim phun điện từ-vận hành có thể được dựa trên dòng chảy tĩnh hoặc chảy năng động. Trong dòng chảy tĩnh, phần ứng được giữ thu hút bởi các cuộn dây và các vòi phun cung cấp các dòng chảy. Điều này liên quan đến đầu ra công suất tối đa của động cơ lar biệt. Trong dòng chảy năng động, các vòi phun được xung với độ rộng xung được đưa ra, kết quả là một dòng chảy, và điều quan trọng là xác định tải trọng thấp nhất có thể được áp dụng vào một công cụ đặc biệt. Độ chính xác của kim phun được quy định trong điều khoản của dung sai cho dòng chảy tĩnh và năng động để nâng cao nhanh chóng mở các vòi phun. Một người lái xe phun là một thiết kế rất tinh vi cho phép một sự gia tăng rất nhanh chóng của hiện tại trong đầu để vượt qua những quán tính từ. Sau đó, hiện tại đang giảm để giảm thiểu nhiệt tích tụ trong các vòi phun. Bằng cách này, nó có thể làm giảm độ rộng xung, theo đó phạm vi hoạt động giảm. 5.1.9 Timed Tiêm Manifold nhiên liệu được bơm đều đặn tùy thuộc vào vị trí của piston. Tiêm xảy ra khi van hút gió mở ra và nó chấm dứt trước khi van hút bị đóng lại. Trong một động cơ đa xi-lanh, một vòi phun riêng biệt là cần thiết cho mỗi xi-lanh. Nhiên liệu được bơm vào mỗi xi-lanh tùy theo thời gian van xi lanh. Hiệu suất và phát thải đặc điểm của động cơ SI thúc đẩy bởi một loại nhiên liệu thay thế sẽ được giải thích ở phần sau của chương này. Các thông số động cơ IC được tối ưu hóa cho nhiên liệu cơ bản như xăng hoặc diesel. Đa số xe trên thế giới có cơ SI xăng nhiên liệu và động cơ diesel CI-nhiên liệu. Xe chuyên dụng cho việc sử dụng các nhiên liệu thay thế như E15, E85, M15, M85 và B20 là rất ít. Ở nhiều quốc gia, phân utilisa- nhiên liệu thay thế trong công cụ IC là trong giai đoạn R & D. Thiết kế và điều hành các thông số của xe cần được tối ưu hóa cho hiệu suất và sự phát xạ đặc tính tốt hơn động cơ IC để sử dụng các nhiên liệu thay thế có hiệu quả hơn. Tốc độ ngọn lửa cũng đóng một vai trò quan trọng. 5.1.10 Exhaust Gas Tuần hoàn Cách hiệu quả nhất để giảm lượng khí thải NOx là để giữ nhiệt độ buồng đốt xuống. Mặc dù thực tế, đây là một phương pháp trong đó hiệu suất nhiệt của động cơ bị giảm. Chúng ta biết rằng để có được hiệu suất nhiệt động cơ tối đa, nó nên được vận hành ở nhiệt độ cao nhất có thể. Có lẽ là phương pháp đơn giản và thiết thực nhất của việc giảm nhiệt độ ngọn lửa tối đa là để làm loãng hỗn hợp không khí-nhiên liệu với một khí ký sinh trùng không phản ứng. Khí này hấp thụ năng lượng trong quá trình cháy mà không góp phần nào năng lượng đầu vào. Kết quả có được một ngọn lửa thấp tem- perature. Bất kỳ khí không phản ứng sẽ làm việc như một chất pha loãng. Khí có nhiệt dung riêng lớn hơn hấp thụ năng lượng nhiều nhất cho mỗi đơn vị khối lượng và do đó sẽ được yêu cầu trong số tiền ít nhất. Thêm bất kỳ khí trung tính không phản ứng với hỗn hợp khí-nhiên liệu đầu vào giảm nhiệt độ ngọn lửa và do đó làm giảm hệ NOx; tuần hoàn khí xả (EGR) là một loại khí đó là có sẵn để sử dụng công cụ. Thải tái chế khí được thực hiện bởi ống dẫn một số các dòng khí xả trở lại vào hệ thống nạp. Lượng dòng chảy có thể cao nhất là 30% của tổng lượng. EGR kết hợp với ống xả còn sót lại bên trái trong xi lanh từ chu kỳ trước để có hiệu quả làm giảm quá trình đốt cháy tối đa tem- perature. Tốc độ dòng chảy của EGR được điều khiển bởi hệ thống máy tính kiểm soát quản lý động cơ hoặc áp kế kỹ thuật số hoặc rotameter. 5.1.11.1 Oxít Nitơ các khí thải của động cơ có thể có đến 2000 ppm của các oxit của Ni-tô gen. Hầu hết trong số này sẽ được oxit nitơ (NO), với một lượng nhỏ nitơ dioxide (NO2). Sẽ có dấu vết gì của nitơ-oxy tions combina- khác. Đây là tất cả nhóm lại với nhau như NOx với x đại diện cho một số số thể suit-. NOx là rất không mong muốn; quy định để giảm phát thải NOx tiếp tục trở thành nhiều hơn và nghiêm ngặt hơn qua từng năm. Các NOx phát hành phản ứng trong khí quyển để tạo ozone và là một trong những nguyên nhân chính của sương khói quang hóa. NOx được hình thành chủ yếu từ nitơ trong không khí. Nitơ cũng có thể được tìm thấy trong hỗn hợp nhiên liệu. Hơn nữa, nhiên liệu có thể chứa dấu vết của NH3, NC và HCN, nhưng những đóng góp sẽ chỉ đến một mức độ nhỏ. Có một số phản ứng sible pos- hình thành NO. Tất cả các hạn chế có lẽ xảy ra