नया संचरण और उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली

नई ट्रांसमिशन और उत्सर्जन नियंत्रण प्रणालियां


डीजल इंजनों में पंप-इंजेक्टर प्रौद्योगिकी के कारण अत्यधिक उच्च स्तर के कर्षण बल और टॉर्क वाले इंजनों का विकास ट्रांसमिशन इंजीनियरिंग के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करता है।




वोक्सवैगन ने अपने ट्रांसमिशन कार्यक्रम को पुनर्निर्देशित और सुव्यवस्थित करना शुरू कर दिया है ताकि अधिकतम डिज़ाइन प्रगति प्राप्त की जा सके, साथ ही पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं के माध्यम से लागत में कमी जैसे बुनियादी उद्देश्यों को हमेशा ध्यान में रखा जा सके। वर्तमान में मूलभूत स्तंभों के रूप में उपयोग किए जाने वाले तत्व मॉड्यूलर डिज़ाइन सिद्धांत का परिणाम हैं, जो सुप्रसिद्ध "कॉमन प्लेटफ़ॉर्म" को समाहित करता है और वोक्सवैगन समूह के भीतर मॉडलों की एक विस्तृत श्रृंखला में समान संयोजनों के उपयोग की अनुमति देता है। उद्देश्य इस प्रकार हैं:

· सभी मैनुअल गियरबॉक्स में छह गति होगी।
· छह-स्पीड स्वचालित गियरबॉक्स का विकास।
· आल-व्हील ड्राइव सिस्टम अनुप्रस्थ या अनुदैर्घ्य रूप से स्थापित इंजन और मैनुअल या स्वचालित गियरबॉक्स के साथ उपलब्ध है।

नए छह-स्पीड मैनुअल गियरबॉक्स
एमक्यू (एक संक्षिप्त नाम जिसमें एम का अर्थ मैनुअल और क्यू का अर्थ ट्रांसवर्स मैकेनिकल माउंटिंग है) नामक नए गियरबॉक्स में निम्नलिखित विशेषताएं हैं:

· न्यूनतम लीवर मूवमेंट और सटीक संलग्नता बिंदुओं सहित सटीक शिफ्टिंग क्रिया, सभी VW मैनुअल ट्रांसमिशन के लिए समान।
o जिस इंजन में उनका उपयोग किया जाता है उसकी विशेषताओं के लिए सावधानीपूर्वक परिभाषित संबंध।
· असाधारण परिशुद्धता मानकों के साथ निर्मित, पूर्णतः शांत संचालन और लंबी सेवा अवधि सुनिश्चित करता है।
नए केबल-संचालित गियरबॉक्स में छह या, यदि आवश्यक हो, तो पांच गियर अनुपात होते हैं और वे निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करते हैं:
· अधिकतम दक्षता प्रदान करने के लिए न्यूनतम घर्षण हानि।
· उच्च शक्ति सामग्री और न्यूनतम आयामों के उपयोग के माध्यम से कॉम्पैक्ट डिजाइन।
· उदाहरण के लिए, मैग्नीशियम आवरण के उपयोग से वजन कम किया जा सकता है।

एमक्यू 200, 250, 350 और 500 गियरबॉक्स (ये आंकड़े एनएम में गियरबॉक्स द्वारा प्रेषित अधिकतम टॉर्क को दर्शाते हैं) पहले से ही उपयोग में हैं या जल्द ही नए वोक्सवैगन मॉडलों में इस्तेमाल किए जाएँगे। यह सुनिश्चित करने पर विशेष ज़ोर दिया गया है कि ये गियरबॉक्स न केवल विभिन्न इंजनों के साथ उपयोग के लिए उपयुक्त हों, बल्कि विभिन्न खंडों के मॉडलों के लिए भी उपयुक्त हों।
नए मॉडलों में छह आगे गियर का उपयोग करने की दिशा में वोक्सवैगन का कदम यह सुनिश्चित करता है कि गियर अनुपात को विभिन्न इंजनों की विशेषताओं के साथ अधिक सटीक रूप से मिलान किया जा सकता है; इसके परिणामस्वरूप अधिक जोरदार त्वरक प्रतिक्रियाएं होती हैं और साथ ही, ईंधन की खपत भी कम होती है।

टॉर्क कन्वर्टर के साथ नए स्वचालित ट्रांसमिशन
मैनुअल ट्रांसमिशन की तरह, हाइड्रोलिक टॉर्क कन्वर्टर्स वाले ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन की एक नई रेंज जल्द ही मौजूदा ट्रांसमिशन की जगह ले लेगी। उदाहरण के तौर पर, 750 एनएम के अधिकतम टॉर्क और 313 हॉर्सपावर के आउटपुट के साथ, V10 TDI इंजन को लें, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि भविष्य में ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन को कितनी महत्वपूर्ण शक्ति और टॉर्क का सामना करना पड़ेगा। इसके अलावा, इन ट्रांसमिशन में छह फॉरवर्ड गियर उन्हीं कारणों से इस्तेमाल किए जाएँगे जिनकी वजह से मैनुअल ट्रांसमिशन में इस्तेमाल किया जाता है।
वोक्सवैगन वर्तमान में 250 से 800 एनएम टॉर्क रेंज के लिए तीन स्वचालित ट्रांसमिशन विकसित कर रहा है, जिनमें से कुछ अनुदैर्ध्य या अनुप्रस्थ रूप से लगे इंजनों के लिए उपयुक्त होंगे। सॉफ्टवेयर विकास में निरंतर प्रगति के माध्यम से, ड्राइविंग परिशोधन में किसी भी कमी के बिना ईंधन-बचत कार्यक्रम उपलब्ध होंगे, उदाहरण के लिए, एक "शील्डेड" टॉर्क कन्वर्टर की स्थापना के माध्यम से, जो कन्वर्टर के दो भागों के बीच होने वाले वर्तमान हाइड्रोलिक ट्रांसमिशन नुकसानों को समाप्त करता है।

स्मार्ट ट्रांसमिशन तकनीक
इंजनों की नवीनतम पीढ़ी द्वारा प्रदान की गई उन्नतियाँ, जो सामान्य से अधिक शक्ति और टॉर्क उत्पन्न करती हैं, हर दृष्टि से, वोक्सवैगन की उस नीति की वैधता की पुष्टि करती हैं जिसमें ऑल-व्हील ड्राइव को सड़क पर कर्षण बल में इस उल्लेखनीय वृद्धि को विश्वसनीय रूप से संचारित करने के एकमात्र व्यावहारिक तरीके के रूप में अपनाया जाता है। किए गए अनुसंधान और विकास पहले से ही फलदायी साबित हो रहे हैं, और वोक्सवैगन समूह की ऑल-व्हील ड्राइव प्रणालियाँ—चाहे अनुप्रस्थ रूप से लगे इंजनों के लिए हैल्डेक्स क्लच के माध्यम से हों या अनुदैर्ध्य रूप से लगे इंजनों के लिए टॉर्सन सेंटर डिफरेंशियल युक्त ऑल-व्हील ड्राइव प्रणाली के माध्यम से—व्यवहार में, सभी यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करने में सक्षम हैं।
नई एसयूवी के विकास के लिए, जिसमें ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन के साथ एक अनुदैर्ध्य रूप से माउंटेड इंजन का उपयोग किया जाएगा, एक ऑल-व्हील-ड्राइव सिस्टम डिज़ाइन की आवश्यकता थी जो सड़क पर और ऑफ-रोड दोनों तरह के सबसे भारी भार को झेल सके। इसे प्राप्त करने के लिए, एक क्लासिक कॉन्फ़िगरेशन चुना गया, जिसमें एक प्लैनेटरी गियर ट्रांसफ़र केस है, जो ऑटोमैटिक ट्रांसमिशन के साथ मिलकर एक अतिरिक्त लोअर गियर के रूप में कार्य करता है, जिससे बेहद कठिन इलाकों में भी बहुत धीमी गति से ड्राइविंग संभव हो पाती है।
सामान्यतः पिछले पहियों पर लगाए जाने वाले टॉर्क का 50% तक, एक दांतेदार चेन और एक बाहरी ड्राइवशाफ्ट के माध्यम से आगे के पहियों पर निर्बाध रूप से निर्देशित किया जा सकता है। सेंटर डिफरेंशियल पर एक इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित लॉकिंग सिस्टम दोनों एक्सल के बीच टॉर्क का इष्टतम वितरण सुनिश्चित करता है, जबकि आगे और पीछे के एक्सल पर चालक-नियंत्रित इलेक्ट्रिक लॉक सबसे कठिन भूभाग पर भी सुचारू गति सुनिश्चित करते हैं।
फुटपाथ पर गाड़ी चलाते समय, सभी लॉक खुल जाते हैं, जिससे ड्राइव बिना किसी जमा तनाव के पिछले पहियों तक पहुँच पाती है। यह ऑल-व्हील ड्राइव सिस्टम हल्के वाणिज्यिक वाहनों के लिए भी उपलब्ध होगा और अन्य मॉडलों में भी इसका इस्तेमाल किया जाएगा।

उत्सर्जन नियंत्रण रणनीति
वोक्सवैगन द्वारा यात्री कारों में अपना पहला डीज़ल इंजन बाज़ार में उतारे जाने के बाद से, पच्चीस वर्षों से अनुसंधान एवं विकास इंजीनियरों ने पर्यावरण संरक्षण को अधिकतम करने के लिए निरंतर प्रयास किए हैं। हर नए इंजन के विकास या मौजूदा इंजनों के अनुकूलन के दौरान प्रदूषणकारी उत्सर्जन की मात्रा को कम करना हमेशा प्राथमिकता रही है। वर्तमान में, अनुसंधान एवं विकास कार्य उत्सर्जन को "यूरो 4" नियमों से काफ़ी नीचे के स्तर तक कम करने पर केंद्रित है, जो 2005 में लागू होंगे।
वोक्सवैगन के मैकेनिकल इंजीनियर प्रदूषण के स्तर को कम करने के लिए वर्तमान में किए जा रहे विकास कार्यों के प्रति आश्वस्त हैं:

आंतरिक दहन प्रक्रिया में नये सुधार।
और भी अधिक कुशल उत्प्रेरक
अतिरिक्त कण फिल्टर का उपयोग.
नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOX) को कम करने के लिए अतिरिक्त निकास उपचार।

इंजेक्शन और दहन तकनीकों का अनुकूलन
सबसे अधिक पर्यावरण अनुकूल वोक्सवैगन इंजन, लूपो टीडीआई "3एल", 1999 के बाद से डी4 उत्सर्जन मानक को पार करने वाला एकमात्र इंजन है, हालांकि एक अन्य वोक्सवैगन यात्री कार भी जल्द ही इस लक्ष्य को प्राप्त कर लेगी: फ्रंट-व्हील ड्राइव के साथ 100 एचपी गोल्फ 1.9 टीडीआई अगले जून से इस उत्सर्जन नियंत्रण मानक का अनुपालन करेगी।
यह अपनी कार्यक्षमता बरकरार रखेगा, 4,800 आरपीएम पर 100 एचपी और 1,800 आरपीएम पर 240 एनएम का अधिकतम टॉर्क उपलब्ध कराएगा। ईंधन इंजेक्शन प्रणाली और अन्य आंतरिक संचालन प्रक्रियाओं में और सुधार किया गया है।
इस लक्ष्य को प्राप्त करने की दिशा में पहला कदम एक नया इंजेक्टर नोजल डिज़ाइन है—जिसमें छिद्रों की और भी सटीक मशीनिंग की गई है, जिससे ईंधन का बेहतर परमाणुकरण हुआ है—और अधिक कुशल दहन, जिसमें फ्लैट पिस्टन हेड्स का उपयोग सहायक रहा है, जिसके लिए वाल्वों को भी संशोधित किया गया है। नई प्रणाली वाल्व हेड्स के लिए पारंपरिक खांचे को हटा देती है, जो कुछ हद तक दहन प्रक्रिया के दौरान ज्वाला के प्रसार में बाधा डालते थे।
एक अभिनव निकास गैस पुनःपरिसंचरण प्रणाली भी शामिल की गई है, जो NOx उत्सर्जन को कम करने में योगदान देती है। दहन कक्षों में लौटने वाली गैसों को इंजन के तापमान और संचालन बिंदु के अनुसार ठंडा किया जाता है। यह अतिरिक्त शीतलन प्रणाली दहन कक्षों में लौटने वाली निकास गैसों को इष्टतम तापमान पर ठंडा करने की अनुमति देती है ताकि NOx उत्सर्जन को नियंत्रित रखा जा सके, बिना कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), हाइड्रोकार्बन (HC), और कणिकाओं के उत्सर्जन में वृद्धि किए।
एक विशेष रूप से पतली दीवार वाला ऑक्सीकरण उत्प्रेरक, ठंडे इंजन को चालू करने के बाद तेज़ी से गैस रूपांतरण में सहायक होता है। उत्प्रेरक तक जाने वाली निकास पाइप से हवा की एक मध्यवर्ती परत वाला इन्सुलेशन भी तापमान हानि को कम करने में मदद करता है।
दोनों कारक इंजन के गर्म होने के दौरान उत्प्रेरक कनवर्टर द्वारा परिवर्तित ईंधन की मात्रा को कम करते हैं। इससे 100 hp TDI इंजन, दो-वाल्व-प्रति-सिलेंडर तकनीक के साथ भी, भविष्य के यूरो 4 मानक को पूरा करने में सक्षम हो जाता है। दूसरी पीढ़ी के पंप-इंजेक्टर के व्यावसायीकरण से और भी अधिक प्रगति हासिल होगी, जो उच्च दबाव रेटिंग प्रदान करता है।
यह बात स्पष्ट होती जा रही है कि सभी उत्सर्जन नियंत्रण प्रक्रियाओं में विकास की गति निश्चित इंजन शक्ति वाले वाहनों को यूरो 4 मानक से अधिक विश्वसनीय ढंग से आगे ले जाने में सक्षम बनाएगी।
हालाँकि, बड़े और भारी वाहन, जैसे कि लक्ज़री सेडान या V10 TDI इंजन वाली भविष्य की SUV, अक्सर ऐसे परिचालन बिंदुओं पर चलते हैं जहाँ भविष्य के मानक की सीमा पार होने का जोखिम होता है। इस कारण, अतिरिक्त निकास गैस उपचार आवश्यक है। इसका लक्ष्य गैसीय नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOX) और ठोस कणों के स्तर को कम करना है। इसी उद्देश्य से, वोक्सवैगन के विकास इंजीनियरों ने एक सक्रिय निकास गैस उपचार प्रणाली विकसित की है।

वोक्सवैगन की सक्रिय CRT प्रणाली
कणिकीय फिल्टर का उपयोग करने वाली पारंपरिक असंतत पुनर्जनन प्रणाली के विपरीत, नई CRT (सतत पुनर्जनन भंडारण) प्रणाली एक फिल्टर लोड के साथ संचालित होती है जो इसकी क्षमता के 20 या 30% से अधिक नहीं होती है, जिससे निकास प्रणाली में अत्यधिक दबाव से बचा जा सकता है, जो अक्सर बहुत अधिक खपत का कारण बनता है।
निरंतर पुनर्जनन में, वर्तमान प्रणाली की तरह, ऑक्सीजन (O2) के बजाय, इंजन के पास स्थित ऑक्सीकरण उत्प्रेरक में उत्पादित नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO2) का उपयोग किया जाता है। CRT के निरंतर संचालन के लिए, 300 डिग्री से अधिक का परिचालन तापमान आवश्यक है, जो एक सौम्य पश्च-इंजेक्शन चक्र द्वारा प्राप्त किया जाता है।
कम भार सीमा में, 100 किमी/घंटा (62 मील प्रति घंटे) तक की गति पर, यह प्रणाली फ़िल्टर किए गए कालिख कणों को तब तक जमा करती है जब तक कि फ़िल्टर क्षमता की 30% सीमा पूरी नहीं हो जाती। इस बिंदु पर, CRT का सक्रिय कार्य शुरू होता है। ऑक्सीकरण उत्प्रेरक परिवर्तक निकास से कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और हाइड्रोकार्बन (HC) को हटाता है और द्वितीयक उत्प्रेरक परिवर्तक में कालिख कणों के कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) में ऑक्सीकरण (दहन) के लिए आवश्यक नाइट्रोजन डाइऑक्साइड (NO2) प्रदान करता है।
यदि फ़िल्टर लोड अपनी क्षमता के 20% से कम हो जाता है, तो सक्रिय CRT फ़ंक्शन बंद हो जाता है। नियंत्रण मान फ़िल्टर के अपस्ट्रीम और डाउनस्ट्रीम में तापमान और दबाव के अंतर होते हैं; इन्हें कुशल CRT संचालन सुनिश्चित करने के लिए अत्यधिक सटीकता और विश्वसनीयता के साथ निर्धारित किया जा सकता है।
वर्तमान में बाज़ार में उपलब्ध डीज़ल ईंधन में सल्फर की उच्च मात्रा होती है, जो धीरे-धीरे उत्प्रेरक परिवर्तकों को दूषित कर देती है। यह स्थिति CRT के कार्य पर प्रतिकूल प्रभाव डालेगी—कालिख के कणों से फ़िल्टर संदूषण में तेज़ी से वृद्धि होगी—जब तक कि इसे ठीक करने के लिए बाहरी उपाय न किए जाएँ। इन परिस्थितियों में विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए, CRT प्रणाली में एक "आपातकालीन ब्रेक" लगाया गया है।
यह "ब्रेक" ईंधन इंजेक्शन के बाद की प्रक्रिया को सक्रिय करता है जिससे निकास गैस का तापमान 500 डिग्री से भी ज़्यादा हो जाता है; इस तापमान पर, फ़िल्टर में मौजूद कालिख के कण वायुमंडलीय ऑक्सीजन (O2) की उपस्थिति में प्रज्वलित हो जाते हैं। साथ ही, यह "अग्नि इंजेक्शन" सल्फर जमाव को हटाकर उत्प्रेरकों को साफ़ करता है।
बाजार में सल्फर-मुक्त सुपर-प्लस गैसोलीन के आगामी आगमन के परिणामस्वरूप, ईंधन संरचना में नियंत्रित परिवर्तन अपेक्षाकृत कम समय में ही स्थापित हो जाएँगे। इसलिए, यह बहुत संभव है कि मध्यम अवधि में सल्फर-मुक्त डीजल ईंधन भी बाजार में आ जाएगा, जिससे सक्रिय सीआरटी प्रणाली में इस अतिरिक्त कार्य का उपयोग अनावश्यक हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप तापमान में भारी वृद्धि होगी।

नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOX) के लिए भंडारण उत्प्रेरक
उच्च-प्रदर्शन इंजन के सभी परिचालन चरणों में यूरो 4 नियमों के अनुरूप निकास गैस संरचना प्राप्त करने के लिए, कालिख कणों का लगभग पूर्ण निष्कासन भी पर्याप्त नहीं है। शेष गैसीय नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOX) को भी न्यूनतम किया जाना चाहिए। इसे प्राप्त करने का सबसे उपयुक्त तरीका नाइट्रोजन ऑक्साइड भंडारण उत्प्रेरक है, जो प्रत्यक्ष-इंजेक्शन गैसोलीन इंजनों में उपयोग के लिए पहले से ही जाना जाता है। उत्प्रेरक कोटिंग निकास में नाइट्रोजन ऑक्साइड को स्पंज की तरह अवशोषित कर लेती है।
हालाँकि, इसकी सीमित अवशोषण क्षमता का अर्थ है कि इसे मिश्रण संवर्धन के माध्यम से समय-समय पर साफ़ करना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, एक डीज़ल इंजन, जो सामान्यतः ईंधन की तुलना में अधिक वायु (अर्थात, बहुत कम मिश्रण) से संचालित होता है, की अंतर्ग्रहण वायु को अस्थायी रूप से बढ़ाया जाता है, और इंजन पश्च-इंजेक्शन के माध्यम से संचालित होता है। यह प्रक्रिया पाँच से दस किलोमीटर तक चलती है, हालाँकि आमतौर पर चालक को इसका पता नहीं चलता। यह प्रक्रिया सुनिश्चित करती है कि भंडारण उत्प्रेरक सामान्य परिचालन स्थितियों में निकास से 60 से 70% नाइट्रोजन ऑक्साइड को हटा सके।



अभिवादन