पारस्परिक आंतरिक दहन इंजन: परिभाषा, वर्गीकरण और संचालन का सिद्धांत

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

दुनिया में सौ से अधिक वर्षों से, सभी पहिया वाहनों में मुख्य बिजली इकाई पिस्टन आंतरिक दहन इंजन रही है। 20वीं सदी की शुरुआत में दिखाई देने और भाप इंजन की जगह, 21वीं सदी में आंतरिक दहन इंजन मितव्ययिता और दक्षता के मामले में सबसे अधिक लाभदायक प्रकार का मोटर बना हुआ है। आइए एक नज़र डालते हैं कि इस प्रकार का आंतरिक दहन इंजन कैसे काम करता है, यह कैसे काम करता है, पता करें कि अन्य पिस्टन इंजन क्या हैं।

परिभाषा, ICE विशेषताएं

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास की प्रक्रिया में, आंतरिक दहन इंजनों के डिजाइन में लगातार सुधार किया गया है। इंजन अपनी प्रभावशीलता साबित करने में कामयाब रहे। इस प्रकार पिस्टन आंतरिक दहन इंजन दिखाई दिए और, एक उप-प्रजाति, कार्बोरेटर और इंजेक्शन इंजन के रूप में। डीजल इंजन, रोटरी पिस्टन और गैस टरबाइन इकाइयों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है।

गैसोलीन आईसीई

पारंपरिक पिस्टन इंजन एक आंतरिक दहन कक्ष से सुसज्जित है। यह इंजन ब्लॉक के अंदर का सिलेंडर है। जब ईंधन जलता है, तो ऊर्जा निकलती है, जो तब क्रैंकशाफ्ट के यांत्रिक आंदोलन में परिवर्तित हो जाती है। पिस्टन के ट्रांसलेशनल मूवमेंट के कारण, जो कनेक्टिंग रॉड्स और क्रैंकशाफ्ट की प्रणाली पर कार्य करता है, चक्का घुमाया जाता है। आप संबंधित GOST पिस्टन आंतरिक दहन इंजन में डिज़ाइन के बारे में अधिक जान सकते हैं।

कार्बोरेटर आंतरिक दहन इंजन इस मायने में भिन्न है कि ईंधन और वायु का कार्यशील मिश्रण एक विशेष उपकरण - कार्बोरेटर में तैयार किया जाता है। मिश्रण को वैक्यूम द्वारा सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है। फिर इसे स्पार्क प्लग द्वारा प्रज्वलित किया जाता है।

इंजेक्शन आईसीई का डिजाइन अधिक आधुनिक है। यहां, पारंपरिक यांत्रिक उपकरण के बजाय, बिजली व्यवस्था में इलेक्ट्रॉनिक नोजल हैं। वे इंजन के सिलेंडरों में सीधे ईंधन की सटीक मात्रा को इंजेक्ट करने के लिए जिम्मेदार हैं।

डीजल आईसीई

डीजल पिस्टन आंतरिक दहन इंजन में गैसोलीन आंतरिक दहन इंजन से कुछ संरचनात्मक और मूलभूत अंतर होते हैं।

यदि गैसोलीन इकाई में मोमबत्ती से निकलने वाली चिंगारी का उपयोग प्रज्वलन के लिए किया जाता है, तो डीजल इंजन में एक अलग सिद्धांत काम करता है और चमक के अलावा कोई मोमबत्ती नहीं होती है। डीजल ईंधन इंजेक्टरों के माध्यम से सिलेंडर में प्रवेश करता है, हवा के साथ मिश्रित होता है, और फिर पूरा मिश्रण संकुचित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप यह दहन तापमान तक गर्म हो जाता है।

रोटर पिस्टन

रोटरी पिस्टन इंजन अनिवार्यपारंपरिक आईसीई से अलग है। गैसें विशेष भागों और तत्वों पर कार्य करती हैं। तो, गैसों के प्रभाव में, जंगम रोटर एक विशेष कक्ष में एक आकृति आठ के आकार में चलता है। चैम्बर पिस्टन, टाइमिंग और क्रैंकशाफ्ट के कार्य करता है। कैमरा आठ की आकृति के आकार का है।

संयुक्त इकाइयां

गैस टरबाइन आंतरिक दहन इंजन में, विशेष ब्लेड के साथ एक विशेष रोटर के घूर्णन के कारण थर्मल ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। यह रोटर टर्बाइन शाफ्ट को चलाता है।

विशेष पिस्टन और संयुक्त आंतरिक दहन इंजन (और ये गैस टरबाइन इंजन और रोटरी इंजन हैं) को लाल किताब में सुरक्षित रूप से दर्ज किया जा सकता है। आज, केवल जापानी माज़दा रोटरी पिस्टन इंजन बनाती है। क्रिसलर ने एक बार गैस टरबाइन आंतरिक दहन इंजनों की एक प्रयोगात्मक श्रृंखला का निर्माण किया था, लेकिन यह 60 के दशक में था और आज तक कोई भी वाहन निर्माता इस मुद्दे पर वापस नहीं आया है।

सोवियत संघ में, टैंकों और लैंडिंग जहाजों पर गैस टरबाइन आंतरिक दहन इंजन स्थापित किए गए थे, हालांकि, वहां भी बाद में इस डिजाइन की इकाइयों को छोड़ने का निर्णय लिया गया था।

आईसीई डिवाइस

इंजन एकल तंत्र है। इसमें एक सिलेंडर ब्लॉक, क्रैंक मैकेनिज्म पार्ट्स, टाइमिंग मैकेनिज्म, इंजेक्शन और एग्जॉस्ट सिस्टम शामिल हैं।

दहन कक्ष सिलेंडर ब्लॉक के अंदर स्थित होता है, जहां ईंधन-वायु मिश्रण सीधे प्रज्वलित होता है, और दहन उत्पाद पिस्टन को सक्रिय करते हैं। क्रैंक के माध्यम सेतंत्र, ईंधन दहन की ऊर्जा को क्रैंकशाफ्ट में स्थानांतरित किया जाता है। सेवन और निकास वाल्व के समय पर खुलने और बंद होने को सुनिश्चित करने के लिए समय तंत्र आवश्यक है।

ऑपरेशन सिद्धांत

जब इंजन चालू किया जाता है, तो इंटेक वाल्व के माध्यम से ईंधन और हवा के मिश्रण को सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है और इग्निशन सिस्टम द्वारा उत्पन्न स्पार्क प्लग पर एक चिंगारी द्वारा प्रज्वलित किया जाता है। दहन के दौरान गैसें बनती हैं। जब थर्मल विस्तार होता है, तो अतिरिक्त दबाव के कारण पिस्टन हिल जाता है, जिससे क्रैंकशाफ्ट घूमता है।

पिस्टन इंजन का संचालन चक्रीय होता है। पिस्टन आंतरिक दहन इंजन के चक्र में दो से चार चक्र हो सकते हैं। मोटर के संचालन के दौरान चक्र एक मिनट में कई सौ बार दोहराए जाते हैं। तो क्रैंकशाफ्ट लगातार घूम सकता है।

टू-स्ट्रोक ICE

जब इंजन चालू होता है, पिस्टन क्रैंकशाफ्ट के घूर्णन द्वारा संचालित होता है। जब पिस्टन नीचे के मृत केंद्र पर पहुँचता है और ऊपर की ओर बढ़ना शुरू करता है, तो सिलेंडर को ईंधन-वायु मिश्रण के साथ आपूर्ति की जाएगी।

ऊपर जाने पर पिस्टन मिश्रण को सेकने लगेगा। जब पिस्टन अपने शीर्ष स्थान पर पहुंच जाता है, तो एक चिंगारी उत्पन्न होगी। ईंधन-हवा का मिश्रण प्रज्वलित होगा। विस्तार करते हुए, गैसें पिस्टन को नीचे धकेल देंगी।

इस समय एग्जॉस्ट वॉल्व खुल जाएगा, जिससे दहन उत्पाद चैम्बर से बाहर निकल सकते हैं। फिर निचले मृत केंद्र पर पहुंचकर, पिस्टन टीडीसी तक अपनी यात्रा शुरू करेगा। ये सभी प्रक्रियाएं क्रैंकशाफ्ट की एक क्रांति में होती हैं।

जबपिस्टन एक नया आंदोलन शुरू करेगा, सेवन वाल्व खुल जाएगा और ईंधन-वायु मिश्रण का एक नया हिस्सा निकास गैसों को बदल देगा। पूरी प्रक्रिया फिर से शुरू हो जाएगी। एक दो-स्ट्रोक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन चार-स्ट्रोक वाले की तुलना में कम गति करता है। कम घर्षण नुकसान लेकिन अधिक गर्मी उत्पन्न करता है।

गैस वितरण तंत्र को पिस्टन से बदल दिया जाता है। जैसे ही पिस्टन चलता है, सिलेंडर ब्लॉक में इनटेक और एग्जॉस्ट पोर्ट खुले और बंद होते हैं। फोर-स्ट्रोक पावर यूनिट की तुलना में टू-स्ट्रोक इंजन में गैस एक्सचेंज एक बड़ी खामी है। जब निकास गैसें निकलती हैं तो दक्षता और शक्ति नष्ट हो जाती है।

दो-स्ट्रोक पिस्टन आंतरिक दहन इंजन की इस कमी के बावजूद, उनका उपयोग मोपेड, स्कूटर, आउटबोर्ड मोटर के रूप में, चेनसॉ में किया जाता है।

चार स्ट्रोक आंतरिक दहन इंजन

फोर-स्ट्रोक ICE में टू-स्ट्रोक इंजन का कोई नुकसान नहीं है। अधिकांश कारों और अन्य उपकरणों पर ऐसी मोटरें लगाई जाती हैं। निकास गैसों का सेवन और निकास एक अलग प्रक्रिया है, और इसे संपीड़न के साथ नहीं जोड़ा जाता है, हालांकि पिस्टन आंतरिक दहन इंजन मिश्रण के प्रज्वलन से काम करता है। मोटर के संचालन को गैस वितरण तंत्र द्वारा सिंक्रनाइज़ किया जाता है - वाल्व क्रैंकशाफ्ट गति के साथ समकालिक रूप से खुलते और बंद होते हैं। ईंधन मिश्रण का सेवन निकास गैसों के पूर्ण निकास के बाद ही किया जाता है।

आंतरिक दहन इंजन के लाभ

यह सबसे लोकप्रिय इंजनों के साथ शुरू करने लायक है - इन-लाइनचार सिलेंडर इकाइयां। फायदे में कॉम्पैक्टनेस, हल्का वजन, एक सिलेंडर हेड, उच्च रखरखाव है।

सभी प्रकार के आंतरिक दहन इंजनों में, बॉक्सर मोटर्स को भी प्रतिष्ठित किया जा सकता है। वे अधिक जटिल डिजाइन के कारण बहुत लोकप्रिय नहीं हैं। वे मुख्य रूप से रेसिंग कारों में उपयोग किए जाते हैं। फायदों में - उत्कृष्ट प्राथमिक और माध्यमिक संतुलन, और इसलिए नरम काम। क्रैंकशाफ्ट पर कम तनाव होता है। नतीजतन, बिजली की कम हानि होती है। इंजन में गुरुत्वाकर्षण का कम केंद्र होता है और कार बेहतर ढंग से संभालती है।

इनलाइन सिक्स-सिलेंडर इंजन पूरी तरह से संतुलित हैं, और यूनिट स्वयं बहुत सुचारू रूप से चलती है। सिलिंडरों की बड़ी संख्या के बावजूद, उत्पादन लागत बहुत अधिक नहीं है। आप रख-रखाव को भी हाइलाइट कर सकते हैं।

आंतरिक दहन इंजन के नुकसान

पारस्परिक आंतरिक दहन इंजन का मुख्य नुकसान अभी भी विषाक्तता और शोर नहीं है, लेकिन खराब दक्षता है। एक आंतरिक दहन इंजन में, वास्तविक यांत्रिक कार्य पर केवल 20% ऊर्जा खर्च की जाती है। बाकी सब कुछ हीटिंग और अन्य प्रक्रियाओं पर खर्च किया जाता है। इंजन वातावरण में हानिकारक पदार्थ भी छोड़ते हैं, जैसे नाइट्रोजन ऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड और विभिन्न एल्डिहाइड।