चार स्ट्रोक इंजन कर्तव्य चक्र - विशेषताएं, आरेख और विवरण

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

मोटर चालकों को कम से कम सामान्य शब्दों में पता होना चाहिए कि इंजन कैसे काम करता है और कैसे काम करता है। ज्यादातर कारों में फोर-स्ट्रोक, फोर-सिलेंडर इंजन होता है। आइए चार स्ट्रोक इंजन के कर्तव्य चक्र को देखें। हर कोई नहीं जानता कि कार के गति में होने पर क्या प्रक्रियाएँ होती हैं।

कार्रवाई का सामान्य सिद्धांत

इंजन इस प्रकार काम करता है। ईंधन मिश्रण दहन कक्ष में प्रवेश करता है, फिर इसे पिस्टन के प्रभाव में संकुचित किया जाता है। मिश्रण तब प्रज्वलित होता है। यह दहन के उत्पादों का विस्तार करता है, पिस्टन के खिलाफ धक्का देता है और सिलेंडर से बाहर निकलता है।

टू-स्ट्रोक इंजन में, क्रैंकशाफ्ट के एक चक्कर में दो चक्र लगते हैं। एक चार स्ट्रोक पिस्टन इंजन क्रैंकशाफ्ट के दो चक्करों में एक कार्य चक्र पूरा करता है। इंजन टाइमिंग से लैस हैं। यह तंत्र क्या है? यह एक ऐसा तत्व है जो आपको ईंधन मिश्रण को कक्षों में जाने और वहां से दहन उत्पादों को छोड़ने की अनुमति देता है। गैस विनिमय किया जाता हैक्रैंकशाफ्ट की एकल क्रांति का क्षण। पिस्टन की गति के कारण गैस विनिमय होता है।

इतिहास

फोर-स्ट्रोक मोटर से मिलता-जुलता पहला उपकरण फेलिस माटोक्ज़ी और यूजीन बरसांती द्वारा आविष्कार किया गया था। लेकिन यह आविष्कार अविश्वसनीय रूप से खो गया था। केवल 1861 में ऐसी ही एक इकाई का पेटेंट कराया गया था।

और पहला प्रयोग करने योग्य इंजन जर्मन इंजीनियर निकोलस ओटो द्वारा विकसित किया गया था। मोटर का नाम आविष्कारक के नाम पर रखा गया है, और चार स्ट्रोक इंजन के कर्तव्य चक्र का नाम भी इंजीनियर के नाम पर रखा गया है।

चार स्ट्रोक इंजन के बीच मुख्य अंतर

टू-स्ट्रोक इंजन में, पिस्टन और सिलेंडर पिन, क्रैंकशाफ्ट, बियरिंग्स और कम्प्रेशन रिंग्स को ईंधन में मिलाए गए तेल द्वारा चिकनाई दी जाती है। चार-स्ट्रोक इंजन में, सभी घटकों को एक तेल स्नान में स्थापित किया जाता है। यह एक महत्वपूर्ण अंतर है। इसलिए, चार-स्ट्रोक इकाई में तेल और गैसोलीन को मिलाने की आवश्यकता नहीं होती है।

प्रणाली का लाभ यह है कि सिलेंडर में दर्पण और मफलर की दीवारों पर कार्बन जमा होने की मात्रा बहुत कम होती है। एक और अंतर यह है कि टू-स्ट्रोक इंजन में, एक दहनशील मिश्रण निकास पाइप में प्रवेश करता है।

इंजन चल रहा है

चाहे मोटर का प्रकार कुछ भी हो, इसके संचालन का सिद्धांत समान है। आज कार्बोरेटर इंजन, डीजल, इंजेक्शन हैं। सभी मॉडल समान चार-स्ट्रोक चक्र का उपयोग करते हैं। आइए एक नज़र डालते हैं कि मोटर के अंदर कौन सी प्रक्रियाएं काम करती हैं और इसे गतिमान बनाती हैं।

चार स्ट्रोक चक्र चार कार्य चक्रों का एक क्रम है। चक्र को आमतौर पर शुरुआत के रूप में लिया जाता है जब एक दहनशील मिश्रण दहन कक्षों में प्रवेश करता है। यद्यपि इसके प्रवाह के दौरान इंजन में अन्य क्रियाएं होती हैं, संकेतित चक्र एक कार्य प्रक्रिया है। उदाहरण के लिए, संपीड़न स्ट्रोक केवल संपीड़न नहीं है। इस दौरान सिलिंडर में मिश्रण मिला दिया जाता है, गैस बनना शुरू हो जाती है, आग लग जाती है.

इंजन के अन्य चरणों के बारे में भी यही कहा जा सकता है। यहां सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि चार-स्ट्रोक इंजन के कार्य चक्र की बेहतर समझ और सरलीकरण के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं को केवल चार चक्रों में विघटित किया जाता है।

सेवन

तो, बिजली इकाई के दहन कक्ष में, ऊर्जा रूपांतरण चक्र ईंधन मिश्रण की दहन प्रतिक्रिया से शुरू होता है। इस मामले में, पिस्टन अपने उच्चतम बिंदु (टीडीसी स्थिति) पर है, और फिर नीचे चला जाता है। नतीजतन, इंजन के दहन कक्ष में एक वैक्यूम होता है। इसके प्रभाव में, एक दहनशील तरल ईंधन में चूसता है। सेवन वाल्व खुली स्थिति में है, और निकास वाल्व बंद है।

जब पिस्टन नीचे की ओर बढ़ने लगता है तो उसके ऊपर का आयतन बढ़ जाता है। यही टूटने का कारण बनता है। यह लगभग 0.071-0.093 एमपीए है। इस प्रकार, गैसोलीन दहन कक्ष में प्रवेश करता है। इंजेक्शन इंजन में, ईंधन को एक नोजल द्वारा इंजेक्ट किया जाता है। मिश्रण के सिलेंडर में प्रवेश करने के बाद, इसका तापमान 75 से 125 डिग्री तक हो सकता है।

ईंधन मिश्रण से सिलेंडर कितना भरेगा यह भरण कारकों द्वारा निर्धारित किया जाता है। के लियेकार्बोरेटर पावर सिस्टम वाले इंजन, यह संकेतक 0.64 से 0.74 तक होगा। गुणांक जितना अधिक होगा, मोटर उतना ही शक्तिशाली होगा।

संपीड़न

गैसोलीन वाष्प और वायु के दहनशील मिश्रण के साथ दहन कक्ष को भरने के बाद, यदि क्रैंकशाफ्ट घूमता है, तो पिस्टन अपनी निचली स्थिति में वापस आना शुरू कर देगा। इस बिंदु पर सेवन वाल्व बंद होना शुरू हो जाएगा। और ग्रेजुएशन अभी भी बंद रहेगा।

वर्किंग स्ट्रोक

चार स्ट्रोक आंतरिक दहन इंजन का यह तीसरा स्ट्रोक है। यह बिजली इकाई के संचालन में सबसे महत्वपूर्ण है। यह इंजन के संचालन के इस चरण में है कि ईंधन के दहन से ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो क्रैंकशाफ्ट को घुमाती है।

जब पिस्टन टीडीसी के करीब होता है, संपीड़न के दौरान भी, इंजन के स्पार्क प्लग द्वारा ईंधन मिश्रण को जबरन प्रज्वलित किया जाता है। फ्यूल चार्ज बहुत जल्दी जल जाता है। इस चक्र के प्रारंभ होने से पहले ही जली हुई गैसों का दाब मान अधिकतम होता है। ये गैसें इंजन के दहन कक्ष की एक छोटी मात्रा में संपीड़ित कार्यशील द्रव हैं। जब पिस्टन नीचे की ओर बढ़ना शुरू करता है, तो गैसें तेजी से फैलने लगती हैं, जिससे ऊर्जा निकलती है।

चार-सिलेंडर इंजन के कार्य चक्र के सभी स्ट्रोक में, यह सबसे उपयोगी है। यह यूनिट के लोड पर काम करता है। केवल इस स्तर पर क्रैंकशाफ्ट को त्वरित त्वरण प्राप्त होता है। अन्य सभी में, मोटर ऊर्जा उत्पन्न नहीं करती है, बल्कि उसी क्रैंकशाफ्ट से इसका उपभोग करती है।

रिलीज़

कमिट करने के बादउपयोगी कार्य की गैसें, ईंधन-वायु मिश्रण के एक नए हिस्से के लिए जगह बनाने के लिए उन्हें सिलेंडर छोड़ना होगा। यह फोर-स्ट्रोक इंजन का अंतिम स्ट्रोक है।

इस स्तर पर गैसें वायुमंडलीय दबाव की तुलना में काफी अधिक दबाव में होती हैं। चक्र के अंत तक, तापमान लगभग 700 डिग्री तक गिर जाता है। क्रैंकशाफ्ट एक कनेक्टिंग रॉड के माध्यम से पिस्टन को टीडीसी तक ले जाता है। अगला, निकास वाल्व खुलता है, गैसों को निकास प्रणाली के माध्यम से वायुमंडल में धकेल दिया जाता है। दबाव के लिए, यह शुरुआत में ही उच्च है। चक्र के अंत में, यह घटकर 0.120 एमपीए हो जाता है। स्वाभाविक रूप से, सिलेंडर में दहन उत्पादों से पूरी तरह से छुटकारा पाना असंभव है। इसलिए, अगले सेवन स्ट्रोक के दौरान उन्हें ईंधन मिश्रण के साथ मिलाया जाता है।

कार्य क्रम

वर्णित चरण चार-स्ट्रोक गैसोलीन इंजन के संचालन चक्र का गठन करते हैं। आपको यह समझने की जरूरत है कि पिस्टन इंजन में चक्र और प्रक्रियाओं के बीच कोई सख्त पत्राचार नहीं है। यह इस तथ्य से आसानी से समझाया जा सकता है कि बिजली इकाई के संचालन के दौरान, गैस वितरण तंत्र के चरणों और वाल्वों की स्थिति को अलग-अलग इंजनों में पिस्टन के आंदोलनों पर पूरी तरह से अलग तरीके से आरोपित किया जाएगा।

किसी भी सिलिंडर में फोर-स्ट्रोक कार्बोरेटेड इंजन का कर्तव्य चक्र इस प्रकार आगे बढ़ता है। एक इंजन में प्रत्येक दहन कक्ष को एक क्रैंकशाफ्ट को घुमाने के लिए आवश्यक होता है जो पिस्टन से बल लेता है।

इस प्रत्यावर्तन को वर्क ऑर्डर कहा जाता है। यह क्रम बिजली इकाई के डिजाइन चरण में कैंषफ़्ट और क्रैंकशाफ्ट की विशेषताओं के माध्यम से निर्धारित किया जाता है। वह नहीं हैतंत्र के संचालन के दौरान परिवर्तन।

इग्निशन सिस्टम से मोमबत्तियों में आने वाली चिंगारी को बारी-बारी से काम के क्रम का क्रियान्वयन किया जाता है। तो, चार सिलेंडर वाला इंजन निम्नलिखित क्रम में चल सकता है - 1, 3, 4, 2 और 1, 2, 4, 3.

आप कार के निर्देशों से पता लगा सकते हैं कि इंजन सिलेंडर किस क्रम में काम करता है। कभी-कभी ब्लॉक बॉडी पर ऑपरेशन के क्रम का संकेत दिया जाता है।

चार-स्ट्रोक कार्बोरेटेड इंजन या कोई अन्य कार्य इस प्रकार होता है। बिजली आपूर्ति प्रणाली इकाई के संचालन के सिद्धांत को प्रभावित नहीं करती है। फर्क सिर्फ इतना है कि कार्बोरेटर एक यांत्रिक शक्ति प्रणाली है जिसके कुछ नुकसान हैं, और इंजेक्टर के मामले में, ये नुकसान सिस्टम में नहीं हैं।

डीजल इंजन

चार-स्ट्रोक डीजल इंजन का कार्य चक्र कार्बोरेटर इंजन के चक्र के समान प्रक्रियाओं का क्रम है। अंतर इस बात में निहित है कि चक्र कैसे आगे बढ़ता है, साथ ही मिश्रण बनने और प्रज्वलन की प्रक्रियाओं में अंतर होता है।

डीजल सेवन स्ट्रोक

जब पिस्टन नीचे की ओर जाता है, तो गैस वितरण तंत्र इंटेक वाल्व खोलता है। हवा की एक निश्चित मात्रा दहन कक्ष में प्रवेश करती है। सिलेंडर में तापमान लगभग 80 डिग्री है। डीजल इंजन में, पावर सिस्टम गैसोलीन कार्बोरेटर इंजन से काफी अलग होता है। उदाहरण के लिए, उनमें हाइड्रोलिक प्रतिरोध कम होता है, और दबाव थोड़ा बढ़ जाता है।

डीजल कम्प्रेशन स्ट्रोक

काम के इस चरण में, पिस्टनदहन कक्ष में टीडीसी की ओर जाता है। कार के इंजन के दोनों वॉल्व बंद अवस्था में हैं। पिस्टन के संचालन के परिणामस्वरूप, सिलेंडर में हवा संकुचित होती है। डीजल इंजन में संपीड़न अनुपात गैसोलीन इंजन की तुलना में अधिक होता है, और सिलेंडर के अंदर का दबाव 5 एमपीए तक पहुंच सकता है। संपीड़ित हवा काफी गर्म होती है। तापमान 700 डिग्री तक पहुंच सकता है। ईंधन को प्रज्वलित करने के लिए यह आवश्यक है। इसकी आपूर्ति डीजल इंजनों पर प्रत्येक सिलेंडर पर लगे नोजल के माध्यम से की जाती है। सर्दियों में, चमक प्लग का उपयोग किया जाता है। वे ठंडे मिश्रण को पहले से गरम कर लेते हैं। इससे सर्दियों में इंजन को स्टार्ट करना आसान हो जाता है। लेकिन सभी कारों में ऐसा सिस्टम नहीं होता।

डीजल इंजन में गैस विस्तार स्ट्रोक

जब डीजल इंजन का पिस्टन क्रैंकशाफ्ट पर लगभग 30 डिग्री तक शीर्ष बिंदु तक नहीं पहुंचा है, तो इंजेक्शन पंप नोजल के माध्यम से सिलेंडर को उच्च दबाव वाला ईंधन देता है। 18 एमपीए का मान आवश्यक है ताकि ईंधन को बारीक छिड़काव किया जा सके और सिलेंडर में पूरी मात्रा में वितरित किया जा सके।

इसके अलावा, उच्च तापमान की क्रिया के तहत ईंधन जल्दी से जलता है और जलता है। पिस्टन निम्नतम बिंदु पर चला जाता है। इस समय सिलेंडर के अंदर का तापमान करीब 2000 डिग्री होता है। तापमान चक्र के अंत की ओर गिरता है।

डीजल निकास

इस अवस्था में एग्जॉस्ट वॉल्व खुला होता है, पिस्टन शीर्ष बिंदु पर चला जाता है। दहन उत्पादों को सिलेंडर से जबरन हटा दिया जाता है। फिर वे कई गुना निकास पर जाते हैं। उसके बाद काम करने के लिएउत्प्रेरक कनवर्टर चालू है। उच्च तापमान पर इससे गुजरने वाली गैसों को शुद्ध किया जाता है। स्वच्छ, हानिरहित गैस पहले ही वातावरण में छोड़ी जा चुकी है। डीजल वाहनों पर एक पार्टिकुलेट फिल्टर अतिरिक्त रूप से लगाया जाता है। यह गैसों को शुद्ध करने में भी मदद करता है।

निष्कर्ष

हमने विस्तार से विश्लेषण किया है कि चार-स्ट्रोक इंजन का कार्य चक्र कैसे किया जाता है (यह बिजली संयंत्र के क्रैंकशाफ्ट के दो चक्कर लगाता है)। और चक्र में ही कई अलग-अलग प्रक्रियाएं शामिल हैं।