डीजल क्या है? डीजल इंजन के संचालन, उपकरण और तकनीकी विशेषताओं का सिद्धांत

2024 लेखक: Erin Ralphs | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-02-19 16:09

डीजल इंजन पैसेंजर कारों में बहुत आम हैं। कई मॉडलों में इंजन रेंज में कम से कम एक विकल्प होता है। और यह ट्रकों, बसों और निर्माण उपकरणों को ध्यान में रखे बिना है, जहां उनका उपयोग हर जगह किया जाता है। अगला, हम विचार करते हैं कि डीजल इंजन क्या है, डिजाइन, संचालन का सिद्धांत, विशेषताएं।

परिभाषा

यह इकाई एक पारस्परिक आंतरिक दहन इंजन है, जिसका संचालन ताप या संपीड़न से परमाणु ईंधन के स्व-प्रज्वलन पर आधारित है।

डिजाइन सुविधाएँ

एक गैसोलीन इंजन में डीजल इंजन के समान संरचनात्मक तत्व होते हैं। समग्र रूप से कार्य करने की योजना भी समान है। अंतर वायु-ईंधन मिश्रण के निर्माण और उसके दहन की प्रक्रियाओं में निहित है। इसके अलावा, डीजल इंजन अधिक टिकाऊ भाग होते हैं। यह गैसोलीन इंजनों (19-24 बनाम 9-11) के संपीड़न अनुपात के लगभग दुगुने होने के कारण है।

वर्गीकरण

दहन कक्ष के डिजाइन के अनुसार, डीजल इंजनों को एक अलग दहन कक्ष और प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ विकल्पों में विभाजित किया गया है।

पहले मेंइस मामले में, दहन कक्ष को सिलेंडर से अलग किया जाता है और एक चैनल द्वारा उससे जुड़ा होता है। संपीड़ित होने पर, भंवर-प्रकार के कक्ष में प्रवेश करने वाली हवा मुड़ जाती है, जिससे मिश्रण निर्माण और आत्म-प्रज्वलन में सुधार होता है, जो वहां से शुरू होता है और मुख्य कक्ष में जारी रहता है। इस प्रकार के डीजल इंजन पहले यात्री कारों में इस तथ्य के कारण आम थे कि वे कम शोर स्तर और नीचे चर्चा किए गए विकल्पों में से एक बड़ी रेव रेंज द्वारा प्रतिष्ठित थे।

सीधे इंजेक्शन वाले डीजल इंजन में, दहन कक्ष पिस्टन में स्थित होता है, और ईंधन की आपूर्ति ओवर-पिस्टन स्थान पर की जाती है। यह डिज़ाइन मूल रूप से कम गति वाले उच्च-मात्रा वाले इंजनों पर उपयोग किया गया था। वे उच्च स्तर के शोर और कंपन और कम ईंधन की खपत से प्रतिष्ठित थे। बाद में, इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित उच्च दबाव वाले ईंधन पंपों के आगमन और दहन प्रक्रिया के अनुकूलन के साथ, डिजाइनरों ने 4500 आरपीएम तक की सीमा पर स्थिर संचालन हासिल किया। इसके अलावा, दक्षता में वृद्धि, शोर और कंपन के स्तर में कमी आई है। काम की कठोरता को कम करने के उपायों में एक बहु-चरण पूर्व-इंजेक्शन है। इसके लिए धन्यवाद, पिछले दो दशकों में इस प्रकार के इंजन व्यापक हो गए हैं।

ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, डीजल इंजन को फोर-स्ट्रोक और टू-स्ट्रोक, साथ ही गैसोलीन इंजन में विभाजित किया जाता है। उनकी विशेषताओं की चर्चा नीचे की गई है।

ऑपरेटिंग सिद्धांत

यह समझने के लिए कि डीजल इंजन क्या है और इसकी कार्यात्मक विशेषताएं क्या निर्धारित करती हैं, संचालन के सिद्धांत पर विचार करना आवश्यक है।पिस्टन आंतरिक दहन इंजन का उपरोक्त वर्गीकरण ऑपरेटिंग चक्र में शामिल स्ट्रोक की संख्या पर आधारित है, जो क्रैंकशाफ्ट के रोटेशन के कोण के परिमाण द्वारा प्रतिष्ठित हैं।

इसलिए, फोर-स्ट्रोक इंजन के कर्तव्य चक्र में 4 चरण शामिल हैं।

• सेवन। तब होता है जब क्रैंकशाफ्ट 0 से 180° तक घूमता है। इस मामले में, हवा 345-355 ° पर खुले इनलेट वाल्व के माध्यम से सिलेंडर में गुजरती है। उसी समय, क्रैंकशाफ्ट को 10-15 ° घुमाने के दौरान, निकास वाल्व खोला जाता है, जिसे ओवरलैप कहा जाता है।
• संपीड़न। 180-360° पर ऊपर जाने वाला पिस्टन हवा को 16-25 बार (संपीड़न अनुपात) संपीडित करता है और इंटेक वाल्व स्ट्रोक की शुरुआत में (1990-210° पर) बंद हो जाता है।
• वर्किंग स्ट्रोक, एक्सटेंशन। 360-540° पर होता है। स्ट्रोक की शुरुआत में, जब तक पिस्टन शीर्ष मृत केंद्र तक नहीं पहुंच जाता, तब तक गर्म हवा में ईंधन डाला जाता है और प्रज्वलित किया जाता है। यह डीजल इंजनों की एक विशेषता है जो उन्हें गैसोलीन इंजन से अलग करती है, जहां प्रज्वलन अग्रिम होता है। परिणामी दहन उत्पाद पिस्टन को नीचे धकेलते हैं। इस मामले में, ईंधन के दहन का समय नोजल द्वारा इसकी आपूर्ति के समय के बराबर होता है और कार्यशील स्ट्रोक की अवधि से अधिक नहीं रहता है। यानी काम करने की प्रक्रिया के दौरान गैस का दबाव स्थिर रहता है, जिसके परिणामस्वरूप डीजल इंजन अधिक टॉर्क विकसित करते हैं। इसके अलावा ऐसे मोटर्स की एक महत्वपूर्ण विशेषता सिलेंडर में अतिरिक्त हवा प्रदान करने की आवश्यकता है, क्योंकि ज्वाला दहन कक्ष के एक छोटे से हिस्से पर कब्जा कर लेती है। यानी वायु-ईंधन मिश्रण का अनुपात भिन्न होता है।
• रिलीज। क्रैंकशाफ्ट रोटेशन के 540-720° पर, एग्जॉस्ट वॉल्व खुला होता है और पिस्टन एग्जॉस्ट गैसों को विस्थापित करने के लिए ऊपर की ओर बढ़ता है।

दो-स्ट्रोक चक्र को छोटे चरणों और सिलेंडर (पर्ज) में गैस विनिमय की एकल प्रक्रिया की विशेषता है जो स्ट्रोक के अंत और संपीड़न की शुरुआत के बीच होती है। जब पिस्टन नीचे जाता है, तो दहन के उत्पादों को निकास वाल्व या खिड़कियों (सिलेंडर की दीवार में) के माध्यम से हटा दिया जाता है। बाद में, ताजी हवा में जाने के लिए इनलेट खिड़कियां खोली जाती हैं। जैसे ही पिस्टन ऊपर उठता है, सभी खिड़कियां बंद हो जाती हैं और संपीड़न शुरू हो जाता है। टीडीसी पहुंचने से ठीक पहले, ईंधन इंजेक्ट किया जाता है और प्रज्वलित किया जाता है, विस्तार शुरू होता है।

ज़ुल्फ़ कक्ष को शुद्ध करने में कठिनाई के कारण, दो स्ट्रोक इंजन केवल प्रत्यक्ष इंजेक्शन के साथ उपलब्ध हैं।

ऐसे इंजनों का प्रदर्शन चार-स्ट्रोक प्रकार के डीजल इंजन के प्रदर्शन से 1.6-1.7 गुना अधिक होता है। इसकी वृद्धि काम करने वाले स्ट्रोक के लगातार कार्यान्वयन से दोगुनी होती है, लेकिन उनके छोटे आकार और उड़ने के कारण आंशिक रूप से कम हो जाती है। स्ट्रोक की दोगुनी संख्या के कारण, दो-स्ट्रोक चक्र विशेष रूप से प्रासंगिक है यदि गति को बढ़ाना असंभव है।

इन इंजनों के साथ मुख्य समस्या इसकी कम अवधि के कारण मैला ढोना है, जिसकी भरपाई स्ट्रोक को छोटा करके दक्षता को कम किए बिना नहीं की जा सकती है। इसके अलावा, निकास और ताजी हवा को अलग करना असंभव है, जिसके कारण बाद के हिस्से को निकास गैसों के साथ हटा दिया जाता है। अग्रिम निकास खिड़कियां प्रदान करके इस समस्या को हल किया जा सकता है। इस मामले में, शुद्धिकरण से पहले गैसों को निकालना शुरू हो जाता है, और आउटलेट बंद होने के बाद, सिलेंडर को ताजी हवा के साथ पूरक किया जाता है।

इसके अलावा, कबएक सिलेंडर का उपयोग करने से खिड़कियां खोलने / बंद करने के समकालिकता में कठिनाइयाँ होती हैं, इसलिए ऐसे इंजन (पीडीपी) होते हैं जिनमें प्रत्येक सिलेंडर में एक ही विमान में दो पिस्टन चलते हैं। उनमें से एक सेवन को नियंत्रित करता है, दूसरा निकास को नियंत्रित करता है।

कार्यान्वयन के तंत्र के अनुसार, पर्ज को स्लॉटेड (विंडो) और वाल्व-स्लॉट में विभाजित किया गया है। पहले मामले में, खिड़कियां इनलेट और आउटलेट दोनों के उद्घाटन के रूप में काम करती हैं। दूसरे विकल्प में उन्हें इनटेक पोर्ट के रूप में उपयोग करना शामिल है, और सिलेंडर हेड में वाल्व एक आउटलेट के रूप में कार्य करता है।

आमतौर पर टू-स्ट्रोक डीजल का इस्तेमाल जहाजों, डीजल इंजनों, टैंकों जैसे भारी वाहनों पर किया जाता है।

ईंधन प्रणाली

डीजल इंजन के ईंधन उपकरण गैसोलीन इंजन की तुलना में कहीं अधिक जटिल होते हैं। यह समय, मात्रा और दबाव के संदर्भ में ईंधन आपूर्ति की सटीकता के लिए उच्च आवश्यकताओं के कारण है। ईंधन प्रणाली के मुख्य घटक - इंजेक्शन पंप, इंजेक्टर, फिल्टर।

कंप्यूटर नियंत्रित ईंधन आपूर्ति प्रणाली (कॉमन-रेल) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। वह इसे दो शॉट्स में घुमाती है। उनमें से पहला छोटा है, जो दहन कक्ष (पूर्व-इंजेक्शन) में तापमान बढ़ाने के लिए काम करता है, जो शोर और कंपन को कम करता है। इसके अलावा, यह प्रणाली कम गति पर टॉर्क को 25% तक बढ़ाती है, ईंधन की खपत को 20% तक कम करती है और निकास गैसों में कालिख की मात्रा को कम करती है।

टर्बोचार्जिंग

डीजल इंजन में टर्बाइन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह निकास गैसों के उच्च (1.5-2) बार दबाव के कारण होता है, जोटरबाइन को स्पिन करें, जो कम आरपीएम से बूस्ट प्रदान करके टर्बो लैग से बचाती है।

कोल्ड स्टार्ट

आप बहुत सारी समीक्षाएं पा सकते हैं कि डीजल कम तापमान पर शुरू नहीं होता है। ऐसी मोटरों को ठंड की स्थिति में शुरू करने में कठिनाई इस तथ्य के कारण होती है कि इसके लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्रक्रिया को सुविधाजनक बनाने के लिए, वे एक प्रीहीटर से लैस हैं। इस उपकरण को दहन कक्षों में रखे चमक प्लग द्वारा दर्शाया जाता है, जो प्रज्वलन चालू होने पर, उनमें हवा को गर्म करता है और ठंडे इंजन की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए शुरू करने के बाद 15-25 सेकंड के लिए काम करता है। इसके लिए धन्यवाद, डीजल इंजन -30 … -25 ° के तापमान पर शुरू होते हैं।

सेवा सुविधाएँ

प्रचालन में स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए, आपको यह जानना होगा कि डीजल इंजन क्या है और इसे कैसे बनाए रखना है। गैसोलीन इंजन की तुलना में विचाराधीन इंजनों के अपेक्षाकृत कम प्रसार को अन्य बातों के अलावा, अधिक जटिल रखरखाव द्वारा समझाया गया है।

सबसे पहले, यह उच्च जटिलता की ईंधन प्रणाली की चिंता करता है। इस वजह से, डीजल इंजन ईंधन में पानी और यांत्रिक कणों की सामग्री के प्रति बेहद संवेदनशील होते हैं, और इसकी मरम्मत अधिक महंगी होती है, साथ ही साथ समान स्तर के गैसोलीन की तुलना में समग्र रूप से इंजन।

टरबाइन के मामले में, इंजन ऑयल की गुणवत्ता की आवश्यकताएं भी अधिक होती हैं। इसका संसाधन आमतौर पर 150 हजार किमी है, और लागत अधिक है।

किसी भी मामले में, डीजल इंजन को गैसोलीन इंजन (यूरोपीय मानकों के अनुसार 2 बार) की तुलना में अधिक बार तेल बदलना चाहिए।

जैसी थीध्यान दिया कि जब डीजल कम तापमान पर शुरू नहीं होता है तो इन इंजनों में कोल्ड स्टार्ट की समस्या होती है। कुछ मामलों में, यह गलत ईंधन का उपयोग करने के कारण होता है (मौसम के आधार पर, ऐसे इंजनों पर विभिन्न ग्रेड का उपयोग किया जाता है, क्योंकि गर्मियों में ईंधन कम तापमान पर जम जाता है)।

प्रदर्शन

इसके अलावा, बहुत से लोग डीजल इंजन के ऐसे गुणों को पसंद नहीं करते हैं जैसे कम शक्ति और परिचालन गति सीमा, उच्च शोर और कंपन स्तर।

एक गैसोलीन इंजन आमतौर पर प्रदर्शन के मामले में एक समान डीजल इंजन से बेहतर प्रदर्शन करता है, जिसमें लीटर क्षमता भी शामिल है। एक ही समय में विचाराधीन प्रकार की मोटर में उच्च और समान टोक़ वक्र होता है। एक उच्च संपीड़न अनुपात, जो अधिक टोक़ प्रदान करता है, मजबूत भागों के उपयोग को मजबूर करता है। चूंकि वे भारी होते हैं, इसलिए शक्ति कम हो जाती है। इसके अलावा, यह इंजन के द्रव्यमान और इसलिए कार को प्रभावित करता है।

ऑपरेटिंग गति की छोटी रेंज ईंधन के लंबे समय तक प्रज्वलन के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप इसके पास उच्च गति पर जलने का समय नहीं होता है।

ज्यादा शोर और कंपन का स्तर इग्निशन के दौरान सिलेंडर में दबाव में तेज वृद्धि का कारण बनता है।

डीजल इंजन के मुख्य लाभों को उच्च कर्षण, दक्षता और पर्यावरण मित्रता माना जाता है।

कर्षण, यानी कम गति पर उच्च टोक़, इंजेक्शन के रूप में ईंधन के दहन द्वारा समझाया गया है। यह अधिक प्रतिक्रियात्मकता प्रदान करता है और कुशलता से शक्ति का उपयोग करना आसान बनाता है।

अर्थव्यवस्था दोनों से चलती हैकम खपत, और तथ्य यह है कि डीजल ईंधन सस्ता है। इसके अलावा, निम्न-श्रेणी के भारी तेलों का उपयोग करना संभव है क्योंकि यह अस्थिरता के लिए सख्त आवश्यकताओं की अनुपस्थिति के कारण होता है। और ईंधन जितना भारी होगा, इंजन की दक्षता उतनी ही अधिक होगी। अंत में, डीजल इंजन गैसोलीन इंजन की तुलना में और उच्च संपीड़न अनुपात पर दुबले मिश्रण पर चलते हैं। उत्तरार्द्ध निकास गैसों के साथ कम गर्मी का नुकसान प्रदान करता है, अर्थात अधिक दक्षता। ये सभी उपाय ईंधन की खपत को कम करते हैं। डीजल, इसके लिए धन्यवाद, इसे 30-40% कम खर्च करता है।

डीजल इंजन की पर्यावरण मित्रता को इस तथ्य से समझाया गया है कि उनकी निकास गैसों में कार्बन मोनोऑक्साइड की मात्रा कम होती है। यह परिष्कृत सफाई प्रणालियों का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जिसकी बदौलत गैसोलीन इंजन अब डीजल इंजन के समान पर्यावरण मानकों को पूरा करता है। इस प्रकार का इंजन पहले इस संबंध में गैसोलीन से काफी कम था।

आवेदन

जैसा कि डीजल इंजन क्या है और इसकी विशेषताएं क्या हैं, से स्पष्ट है, ऐसे मोटर उन मामलों के लिए सबसे उपयुक्त हैं जहां कम रेव पर उच्च कर्षण की आवश्यकता होती है। इसलिए, वे लगभग सभी बसों, ट्रकों और निर्माण उपकरणों से लैस हैं। जहां तक निजी वाहनों की बात है, तो एसयूवी के लिए ऐसे पैरामीटर सबसे महत्वपूर्ण हैं। उच्च दक्षता के कारण, शहरी मॉडल भी इन मोटरों से लैस हैं। इसके अलावा, वे ऐसी परिस्थितियों में प्रबंधन करने के लिए अधिक सुविधाजनक हैं। डीजल टेस्ट ड्राइव इसकी गवाही देते हैं।