एक इंजीनियर के रूप में, आप जानते हैं कि हर प्रभावशाली तकनीकी उपलब्धि को पुर्जों की एक जटिल प्रणाली द्वारा संभव बनाया जाता है जो पूरी तरह से एक साथ काम करते हैं।
ऑटोमोटिव इंजन, जो कारों, विमानों, ट्रैक्टरों, बसों और मोटरसाइकिलों को चलाने के लिए ईंधन का उपयोग करता है, इसका सबसे अच्छा उदाहरण हो सकता है।
चाहे आप एक इंजीनियरिंग छात्र हों या एक अनुभवी पेशेवर, आप इस महत्वपूर्ण तकनीक और इसे संभव बनाने वाले शानदार दिमाग के बारे में कुछ नया सीखेंगे।
तो कमर कस लें और मोटर वाहन इंजन के माध्यम से इस शैक्षिक सवारी में हमारे साथ शामिल हों!
ऑटोमोटिव इंजन का परिचय
औपचारिक परिभाषा:
ईंधन की खपत करने वाली मशीन जो ऑटोमोबाइल, हवाई जहाज, ट्रैक्टर, बसों और मोटरसाइकिलों के लिए प्रेरक शक्ति प्रदान करती है और वाहन में ले जाई जाती है।
इसलिए, यदि आप गैस पर पैसा बचाना चाहते हैं, तो सबसे अच्छी बात जो हम आपको बता सकते हैं वह है अपनी कार के इंजन को बाहर निकालना। मजाक था!
एक इंजन एक जटिल मशीन है जो गैसोलीन को जलाने से गर्मी को बल में बदलकर कार के पहियों को घुमाती है। जो किसी चीज को गति देता है।
एक आंतरिक दहन इंजन में गैसोलीन को गति में बदलने के लिए चार-स्ट्रोक दहन चक्र का उपयोग किया जाता है, जो कि सबसे सामान्य प्रकार का इंजन है।
इस चक्र के चार भाग हैं: सेवन, संपीड़न, जलन और निकास।
इंजन के प्रकार
विभिन्न प्रकार के इंजन होते हैं, जैसे चार सिलेंडर वाले इन-लाइन इंजन या छह या आठ सिलेंडर वाले वी-इंजन।
इंजन का लेआउट यह निर्धारित करता है कि यह कितना बड़ा है, यह कितनी अच्छी तरह काम करता है और इसमें कितनी शक्ति है।
इन-लाइन इंजन वी-इंजन से छोटे होते हैं, जो लंबे और अधिक जटिल होते हैं।
प्रमुख तत्व
सिलेंडर ब्लॉक, सिलेंडर हेड और क्रैंककेस ऑटोमोबाइल इंजन के सबसे महत्वपूर्ण भाग हैं।
इंजन का दिल सिलेंडर ब्लॉक है, जो आमतौर पर लोहे या एल्यूमीनियम मिश्र धातु से बना होता है। इसमें सिलेंडर होते हैं जो पिस्टन को पकड़ते हैं, जो ऊर्जा बनाने के लिए ऊपर और नीचे चलते हैं।
दहन कक्ष भी सिलेंडर ब्लॉक में है। यह वह जगह है जहां दहन करने के लिए ईंधन और हवा का मिश्रण होता है।
सिलेंडर हेड सिलेंडर ब्लॉक के ऊपर बैठता है। इसमें स्पार्क प्लग, कैमशाफ्ट और वाल्व होते हैं।
कैंषफ़्ट नियंत्रित करता है कि वाल्व कैसे खुलते और बंद होते हैं, जो नियंत्रित करता है कि दहन कक्ष में कितना ईंधन, हवा और निकास गैस जाता है और बाहर जाता है।
स्पार्क प्लग ईंधन और हवा के मिश्रण को रोशन करता है ताकि दहन हो सके।
क्रैंककेस आमतौर पर कच्चा लोहा से बना होता है और इंजन के नीचे होता है।
इसमें पिस्टन, क्रैंकशाफ्ट, कैमशाफ्ट, टाइमिंग चेन, ऑयल पैन, ऑयल फिल्टर आदि जैसे हिस्से होते हैं। साथ में, ये भाग ईंधन को गति में बदल देते हैं।
जब एक कार बंद हो जाती है, तो स्टार्टर मोटर पिस्टन को वह बल देती है जिसकी उसे नीचे जाने के लिए आवश्यकता होती है।
दहन इंजन में सुधार
पिछले कुछ वर्षों में, इंजन प्रौद्योगिकी में सुधार हुआ है, जैसे प्रत्यक्ष ईंधन इंजेक्शन, टर्बोचार्जिंग और चर वाल्व समय।
इन परिवर्तनों के कारण, कार कम गैस का उपयोग करती है, अधिक शक्ति रखती है, और कम प्रदूषण करती है।
वीडियो: यह कैसे काम करता है?
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ऑटोमोटिव इंजन के प्रकार
कारों में विभिन्न प्रकार के इंजनों का उपयोग किया जाता है, जिन्हें दो चीजों द्वारा समूहीकृत किया जा सकता है: ईंधन प्रकार और जिस तरह से इंजन स्थापित किया जाता है (सिलेंडरों की संख्या) (सिलेंडर कॉन्फ़िगरेशन)।
पेट्रोल और डीजल इंजन कार इंजन के सबसे आम प्रकार हैं, लेकिन कुछ और चीजें हैं जो एक इंजन को दूसरे से अलग करती हैं।
- सीधे या इनलाइन इंजन।
एक सीधे/इनलाइन इंजन में सभी सिलेंडर एक लाइन में होते हैं, ऊपर की ओर होते हैं और आमतौर पर कार के लंबवत होते हैं।
पारिवारिक हैचबैक और छोटी कारों के लिए यह सबसे आम लेआउट है।
- टूटना।
फ्लैट इंजन में एक क्रैंकशाफ्ट के दोनों तरफ सिलेंडर के दो किनारे होते हैं।
- वि इंजन।
वी-इंजन में सिलेंडर दो अलग-अलग बैंकों में स्थापित होते हैं जो क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर वी बनाते हैं।
- डब्ल्यू इंजन।
W- इंजन में सिलिंडर की तीन पंक्तियाँ होती हैं जो क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर W बनाती हैं।
सिलिंडर लगाने का तरीका भी अलग हो सकता है।
छोटी कारों में तीन-सिलेंडर इंजन होते हैं, लेकिन टर्बोचार्जर्स ने उन्हें बड़े पारिवारिक हैचबैक में भी लगाना संभव बना दिया है।
छह-सिलेंडर इंजन आमतौर पर हाई-एंड स्पोर्ट्स कारों और प्रदर्शन कारों में पाए जाते हैं। उन्हें वी या सीधी रेखा में स्थापित किया जा सकता है।
सुपरकार और लक्ज़री सैलून में V8s, V10s और V12s जैसे आठ या अधिक सिलेंडर वाले इंजन होते हैं।
उच्चतम अंत वाली वोक्सवैगन समूह की कुछ कारों में W12 इंजन हैं।
गैसोलीन और डीजल इंजन
मोटर वाहन अनुप्रयोगों में, गैसोलीन और डीजल इंजनों के बीच मुख्य अंतर हैं कि ऊर्जा कैसे बनाई जाती है, उपयोग किए जाने वाले ईंधन का प्रकार, तापीय दक्षता, जीवन प्रत्याशा, प्रति मिनट क्रांतियाँ (RPM) और टॉर्क।
- गैसोलीन इंजन।
स्पार्क-प्रज्वलित दहन का उपयोग गैसोलीन इंजनों में इसे संपीड़ित करने और इसे जलाने से पहले गैस और हवा को मिलाने के लिए किया जाता है।
अधिकांश समय, गैसोलीन इंजनों में डीजल इंजनों की तुलना में अधिक RPM होता है, लेकिन उनका टॉर्क कम होता है।
- डीजल इंजन।
ईंधन को हवा में इंजेक्ट करने से पहले, डीजल इंजन इसे निचोड़ते हैं, जिससे इंजन अधिक तापीय रूप से कुशल होता है और लंबे समय तक चलने की संभावना होती है।
क्योंकि डीजल में गैसोलीन की तुलना में अधिक ऊर्जा घनत्व होता है, डीजल इंजन गैसोलीन इंजनों की तुलना में कम ईंधन का उपयोग करते हैं।
कारों में इन विभिन्न प्रकार के इंजनों का उपयोग कैसे किया जाता है समय के साथ बदल गया है और यह इस बात पर निर्भर करता है कि कार का उपयोग कैसे किया जाना है, इसे कितना अच्छा प्रदर्शन करने की आवश्यकता है और इसे कितना ईंधन उपयोग करने की आवश्यकता है।
ऑटोमोटिव उद्योग का विस्तार
ऑटोमोटिव इंजन का विकास
औद्योगिक क्रांति के दौरान, ऑटो उद्योग के विकास और अधिक शक्ति वाले इंजनों की आवश्यकता के कारण आंतरिक दहन इंजन (आईसीई) का निर्माण हुआ।
इन इंजनों को मूल रूप से तरल ईंधन पर चलने के लिए बनाया गया था, लेकिन उन्हें बदल दिया गया ताकि वे गैसोलीन पर चल सकें।
1900 के दशक में, दो-चक्र और चार-चक्र इंजन बनाए गए, और एक साथ बहुत सारी कारें बनाना संभव हो गया।
तरल ईंधन रूपांतरण और उत्सर्जन में कमी में सुधार
इंजीनियरों ने तरल ईंधन को वाष्प में बदलने के तरीके खोजे ताकि उनका उपयोग किया जा सके। इससे ईंधन दक्षता और इंजन आउटपुट में सुधार हुआ।
कारों से होने वाले प्रदूषण की समस्या को हल करने के लिए कम्प्यूटरीकृत इंजन प्रबंधन प्रणाली भी बनाई गई।
पिछले 30 वर्षों में अनुसंधान और विकास के कारण नाइट्रोजन ऑक्साइड (Nox) और पार्टिकुलेट मैटर (PM) जैसे मानक प्रदूषकों के ICE उत्सर्जन में 99% से अधिक की कटौती की गई है।
उन्नत दहन इंजन अनुसंधान और विकास
आज, लोग आंतरिक दहन इंजनों को बेहतर चलाने और पर्यावरण के लिए बेहतर बनाने की कोशिश कर रहे हैं।
उन्नत दहन इंजनों पर अनुसंधान और विकास नई तकनीकों जैसे सजातीय आवेश संपीड़न प्रज्वलन (HCCI) और विरोध पिस्टन इंजन (OPE) पर केंद्रित है, साथ ही साथ पावरट्रेन को अधिक इलेक्ट्रिक और हाइब्रिड बनाते हैं।
भले ही इलेक्ट्रिक वाहनों की संख्या बढ़ रही है, आईसीई अभी भी परिवहन उद्योग के लिए महत्वपूर्ण हैं और आने वाले लंबे समय तक इसका उपयोग किया जाएगा।
ऑटोमोटिव इंजन का आकार और एयरफ्लो
अधिकांश कार इंजनों को लीटर में मापा जाता है, जो उनके सभी सिलेंडरों की कुल मात्रा है।
यदि आप इंजन को बड़ा करते हैं, तो यह कभी-कभी अधिक हॉर्सपावर और टॉर्क बना सकता है, लेकिन हमेशा ऐसा नहीं होता है।
ऑटोमोटिव इंजन में एयर फ्लो सेंसिंग
इंजन में कितनी हवा आ रही है, यह मापने के लिए वेन मीटर और हॉट वायर दो सबसे सामान्य तरीके हैं।
इंजन में जाने वाली हवा की मात्रा को मापने के लिए एक वेरिएबल रेसिस्टर से जुड़े स्प्रिंग-लोडेड एयर वेन का उपयोग वेन मीटर द्वारा किया जाता है।
दूसरी ओर, हॉट वायर मास एयरफ्लो सेंसर, एक प्रतिरोधक तार का उपयोग करता है जो एयरफ्लो में लटका रहता है और एक निश्चित तापमान तक गर्म होता है
आने वाली हवा तब तार को ठंडा करती है, जो विद्युत प्रवाह को एक तरह से बदलती है जो हवा के गुजरने की मात्रा के समानुपाती होती है।
दूसरी ओर, कर्मन भंवर सेंसर, कार के इंजन में आने वाले वायु प्रवाह को मापने का एक तरीका नहीं है।
इसके बजाय, यह वायु प्रवाह में भंवर पैदा करके और फिर भंवरों के कारण होने वाले दबाव में परिवर्तन को मापकर वायु प्रवाह की गति को मापने का एक तरीका है।
ऑटोमोटिव इंजन का रखरखाव
इंजन ऑयल फिल्टर
इंजन ऑयल फिल्टर यह सुनिश्चित करने का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है कि कार का इंजन अच्छी तरह से चलता है।
ये तेल से गंदगी, तेल और धातु के कणों को बाहर निकालने का काम करते हैं। यह तेल को सुचारू रूप से बहने देता है, तेल को साफ करता है और धातु के हिस्सों की सुरक्षा करता है।
इंजन ऑयल फिल्टर चुनते समय मूल्य, डिजाइन, निर्माण और विस्तार पर ध्यान देने वाली सभी महत्वपूर्ण चीजें हैं।
ऑटोमोटिव इंजन प्रबंधन प्रणाली
किसी इंजन प्रबंधन प्रणाली के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए उसे ट्यून करने और बदलने के कई तरीके हैं।
सिस्टम को बदलने के कुछ तरीके फैक्ट्री ईसीएम को फिर से कैलिब्रेट करना, पिगबैक, इंटरसेप्टर और अन्य अतिरिक्त भागों के साथ ट्यून करना और इनटेक मैनिफोल्ड्स को डिजाइन करना, संशोधित करना और बनाना है।
इंजन कितनी अच्छी तरह काम करता है, इसे बदलने के लिए अलग से प्रोग्रामेबल इंजन मैनेजमेंट सिस्टम का भी इस्तेमाल किया जा सकता है।
सर्वोत्तम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए, सुरक्षित और विश्वसनीय तरीके से परिवर्तन करना महत्वपूर्ण है।
अपने इंजन प्रबंधन प्रणाली में बदलाव करने से पहले, आपको किसी विशेषज्ञ से बात करनी चाहिए या विषय पर पढ़ना चाहिए।
इंजन घंटे
इंजन घंटे उन घंटों की संख्या है जो एक इंजन तब से चल रहा है जब इसे पहली बार बनाया गया था, तब भी जब वाहन नहीं चल रहा हो।
यह मीट्रिक वाणिज्यिक वाहनों पर टूट-फूट को मापने के लिए सहायक है, विशेष रूप से निष्क्रिय समय का ट्रैक रखने के लिए, क्योंकि ओडोमीटर माइलेज रिकॉर्ड नहीं करता है जब कोई वाहन पीटीओ का उपयोग हर दिन घंटों तक बैठने के लिए करता है।
इंजन के घंटों का उपयोग निवारक रखरखाव की योजना बनाने और यह पता लगाने के लिए भी किया जा सकता है कि वाहन का कितना उपयोग किया गया है।
इंजन के घंटे और मील के बीच संबंध का उपयोग वाहनों को बदलने, रखरखाव के कार्यक्रम में सुधार करने और एक बेड़ा कितना अच्छा कर रहा है, इस पर नज़र रखने के लिए एक पूरी योजना बनाने के लिए किया जा सकता है।
आधुनिक इंजनों में इंजन नियंत्रण मॉड्यूल (ईसीएम) नामक एक भाग होता है जो यह गिनता है कि इंजन कितनी बार घूमता है और प्रत्येक मोड़ में कितना समय लगता है।
ऑटोमोटिव इंजन नियंत्रण मॉड्यूल
ऑटोमोटिव इंजन नियंत्रण मॉड्यूल (ईसीएम) यह सुनिश्चित करने के लिए कई सुरक्षा उपायों का उपयोग करते हैं कि वे सही काम करते हैं और लोगों को उनके साथ खिलवाड़ करने से रोकते हैं।
उदाहरण के लिए, वे सत्यापन हार्डवेयर और सुरक्षा तंत्र को एम्बेड करते हैं, SAE J3061 और ISO/SAE 21434 जैसे ऑटोमोटिव सुरक्षा मानकों का उपयोग करते हैं, और सत्यापन प्रक्रियाओं से गुजरते हैं।
नकली या बदले गए संकेतों को खोजने के लिए संभाव्यता जांच का उपयोग करके ईसीएम को भी संरक्षित किया जा सकता है।
यह सुनिश्चित करने के लिए कि वे सही हैं, हार्ड-वायर्ड मानों के साथ सेंसर मानों की तुलना करके किया जाता है। इससे बुरे लोगों के लिए ECM में परिवर्तन करना कठिन हो जाता है।
अंत में, आधुनिक ईसीएम माइक्रोप्रोसेसर जैसे कंप्यूटर भागों के साथ बनाए जाते हैं जो सेंसर इनपुट पर त्वरित रूप से प्राप्त, व्याख्या और कार्य कर सकते हैं। यह सुनिश्चित करने में मदद करता है कि सिस्टम सही काम करता है।
EPA के पास यह सुनिश्चित करने के लिए एक नीति है कि छेड़छाड़ और आफ्टरमार्केट हार उपकरणों पर स्वच्छ वायु अधिनियम के प्रतिबंधों का पालन किया जाता है।
ये प्रतिबंध एक वाहन के पूरे जीवन के लिए बने रहते हैं, डीलरों के लिए सड़क पर पहले से ही छेड़छाड़ किए गए वाहनों को बेचना अवैध हो जाता है, और यह सुनिश्चित करने के लिए वाहनों के नियमित निरीक्षण की आवश्यकता होती है कि ऑनबोर्ड डायग्नोस्टिक सिस्टम ठीक से काम कर रहे हैं।
ट्यूनर, जो उत्पाद हैं जो एक ईसीयू को बदलते हैं, अवैध आफ्टरमार्केट हार उपकरण हो सकते हैं, और उनका उपयोग करना या उन्हें अवैध छेड़छाड़ करना हो सकता है।
बक्सों का इस्तेमाल करें
| काम: | विवरण: |
|---|---|
| कार और अन्य वाहन | कार, ट्रक और बस सबसे आम स्थान हैं जहाँ ऑटोमोटिव इंजन का उपयोग किया जाता है। ये इंजन वाहन को आगे बढ़ने के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान करते हैं। वे आधुनिक परिवहन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। |
| विमान का प्रणोदन | एक अन्य महत्वपूर्ण स्थान जहाँ कार के इंजन का उपयोग किया जाता है, हवाई जहाज में है, जहाँ वे टेकऑफ़ और उड़ान के लिए आवश्यक थ्रस्ट प्रदान करते हैं। अधिकांश हवाई जहाज के इंजन कार के इंजनों की तुलना में अधिक शक्तिशाली और कुशल होते हैं क्योंकि उन्हें अधिक लिफ्ट बनाने और हवा के प्रतिरोध को दूर करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है। |
| कृषि उपकरण | ट्रैक्टरों और अन्य प्रकार के कृषि उपकरणों में अक्सर कारों के इंजनों का उपयोग किया जाता है। खेती के साथ आने वाले भारी भार और कड़ी मेहनत को संभालने के लिए इन इंजनों को मजबूत और लंबे समय तक चलने वाला होना चाहिए। |
| विद्युत उत्पादन | ऐसे समय होते हैं जब कार के इंजन का उपयोग शक्ति बनाने के लिए भी किया जा सकता है। अधिकांश समय, इन इंजनों का उपयोग जनरेटर सेटों में किया जाता है, जिनका उपयोग बिजली जाने पर घरों और व्यवसायों को बिजली देने के लिए किया जाता है। |
| समुद्री प्रणोदन | नावों और अन्य प्रकार के जलयानों को भी कार के इंजनों द्वारा संचालित किया जा सकता है। समुद्री इंजन आमतौर पर कार के इंजनों की तुलना में लंबे समय तक चलने और जंग का बेहतर प्रतिरोध करने के लिए बनाए जाते हैं क्योंकि उन्हें कठोर समुद्री वातावरण में काम करना पड़ता है। |
| दौड़ | एक और तरीका है कि कार के इंजन का उपयोग रेसिंग में किया जाता है, जहां वे उच्च-प्रदर्शन वाली कारों को शक्ति देते हैं जो बहुत तेजी से जा सकते हैं। अधिकांश रेसिंग इंजनों को उनमें से अधिकतम प्राप्त करने के लिए ट्वीक किया जाता है, और वे नियमित कार इंजन की तुलना में बहुत अधिक शक्ति बना सकते हैं। |
| लॉनमॉवर और अन्य छोटे उपकरण | अंत में, कार के इंजन का उपयोग लॉनमॉवर, चेनसॉ और अन्य छोटे उपकरणों को चलाने के लिए भी किया जा सकता है। ज्यादातर समय, ये इंजन अपने बड़े समकक्षों की तरह मजबूत नहीं होते हैं, लेकिन फिर भी उन्हें दैनिक उपयोग को संभालने के लिए विश्वसनीय और कुशल होने की आवश्यकता होती है। |
संदर्भ:
https://en.wikipedia.org/wiki/Automotive_engine
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B0080431526000863
निष्कर्ष
अंत में, कार का इंजन तकनीक का एक अद्भुत नमूना है जिसने हमारे यात्रा करने और जीने के तरीके को बदल दिया है।
पहले आंतरिक दहन इंजन से लेकर आज के सबसे उन्नत हाइब्रिड और इलेक्ट्रिक पावरट्रेन तक, इन अद्भुत मशीनों को बनाने में इंजीनियर सबसे आगे रहे हैं।
लेकिन कार का इंजन भी कुछ गहरे का प्रतीक है: जो संभव है उसकी सीमाओं को आगे बढ़ाने की हमारी स्वाभाविक इच्छा, बाधाओं को तोड़ना और एक बेहतर कल का सपना देखना।
जैसा कि हम भविष्य की ओर देखते हैं, यह स्पष्ट है कि ऑटोमोटिव इंजन हमारे जीवन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बना रहेगा
यह वह इंजन है जो उन कारों को शक्ति प्रदान करता है जो हमें काम पर, स्कूल और अन्य स्थानों पर ले जाती हैं।
लेकिन यह इस बात की भी याद दिलाता है कि मानव रचनात्मकता कितनी शक्तिशाली है, लोग नई चीजों को आजमाने के लिए कितने इच्छुक हैं और मानव मन कितना कुछ कर सकता है।
तो अगली बार जब आप अपनी कार शुरू करें, तो उस अद्भुत इंजीनियरिंग के बारे में सोचने के लिए कुछ समय निकालें जो इसे सब संभव बनाती है, और याद रखें कि संभावनाएं वास्तव में अनंत हैं।
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