चार-स्ट्रोक इंजन के चार स्ट्रोक क्या होते हैं?

चार-स्ट्रोक इंजन के चार स्ट्रोक क्या होते हैं?

एक चार-स्ट्रोक चक्रीय इंजन यह एक आंतरिक दहन इंजन है जो एक कार्य चक्र को पूरा करने के लिए चार अलग-अलग पिस्टन स्ट्रोक (इनटेक, कम्प्रेशन, पावर और एग्जॉस्ट) का उपयोग करता है। पिस्टन एक कार्य चक्र को पूरा करने के लिए सिलेंडर में दो पूर्ण स्ट्रोक पूरे करता है। एक कार्य चक्र के लिए क्रैंकशाफ्ट को दो बार घूमना पड़ता है, यानी 720°।

चार-स्ट्रोक चक्र इंजन सबसे आम प्रकार के इंजन हैं। छोटा इंजनएक चार-स्ट्रोक इंजन एक कार्य चक्र में पांच स्ट्रोक पूरे करता है, जिसमें इनटेक स्ट्रोक, कम्प्रेशन स्ट्रोक, इग्निशन स्ट्रोक, पावर स्ट्रोक और एग्जॉस्ट स्ट्रोक शामिल हैं।

स्ट्रोक सहना

इनटेक इवेंट उस समय को कहते हैं जब वायु-ईंधन मिश्रण दहन कक्ष में प्रवेश करता है। इनटेक इवेंट तब होता है जब पिस्टन टॉप डेड सेंटर से बॉटम डेड सेंटर की ओर गति करता है और इनटेक वाल्व खुलता है। पिस्टन के बॉटम डेड सेंटर की ओर बढ़ने से सिलेंडर में कम दबाव बनता है। आसपास के वायुमंडलीय दबाव के कारण वायु-ईंधन मिश्रण खुले इनटेक वाल्व से सिलेंडर में प्रवेश करता है और पिस्टन की गति से बने कम दबाव वाले क्षेत्र को भरता है। बॉटम डेड सेंटर से थोड़ा आगे तक सिलेंडर भरता रहता है क्योंकि वायु-ईंधन मिश्रण अपनी जड़ता के कारण प्रवाहित होता रहता है और पिस्टन दिशा बदलना शुरू कर देता है। बॉटम डेड सेंटर के बाद, इनटेक वाल्व क्रैंकशाफ्ट के कुछ डिग्री घूर्णन तक खुला रहता है। यह इंजन के डिज़ाइन पर निर्भर करता है। इसके बाद इनटेक वाल्व बंद हो जाता है और वायु-ईंधन मिश्रण सिलेंडर के भीतर सील हो जाता है।

संपीड़न चक्र वह समय है जब सिलेंडर के भीतर फंसा हुआ वायु-ईंधन मिश्रण संपीड़ित होता है। दहन कक्ष को सील करके एक आवेश बनाया जाता है। आवेश दहन कक्ष के भीतर प्रज्वलन के लिए तैयार संपीड़ित वायु-ईंधन मिश्रण का आयतन है। वायु-ईंधन मिश्रण को संपीड़ित करने से प्रज्वलन के दौरान अधिक ऊर्जा निकलती है। सिलेंडर को सील रखने और संपीड़न सुनिश्चित करने के लिए इनटेक और एग्जॉस्ट वाल्व बंद होने चाहिए। संपीड़न दहन कक्ष में आवेश को बड़े आयतन से छोटे आयतन में कम करने या संकुचित करने की प्रक्रिया है। फ्लाईव्हील आवेश को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक गति बनाए रखने में मदद करता है।

जब इंजन का पिस्टन ईंधन को संपीड़ित करता है, तो पिस्टन द्वारा किए गए कार्य से उत्पन्न संपीड़न बल में वृद्धि के परिणामस्वरूप ऊष्मा उत्पन्न होती है। ईंधन में वायु-ईंधन वाष्प के संपीड़न और तापन से ईंधन का तापमान बढ़ता है और ईंधन का वाष्पीकरण भी बढ़ता है। यह तापमान वृद्धि दहन कक्ष में समान रूप से होती है, जिससे प्रज्वलन के बाद दहन (ईंधन ऑक्सीकरण) तीव्र गति से होता है।

जब ऊष्मा उत्पन्न होती है तो ईंधन की छोटी-छोटी बूंदें अधिक पूर्ण रूप से वाष्पीकृत हो जाती हैं, जिससे ईंधन का वाष्पीकरण बढ़ जाता है। ज्वलनशील लौ के संपर्क में आने वाली बूंदों का बढ़ा हुआ सतही क्षेत्रफल दहन कक्ष में ईंधन के पूर्ण दहन की अनुमति देता है। केवल गैसोलीन वाष्प ही प्रज्वलित होगी। बूंदों के बढ़े हुए सतही क्षेत्रफल के कारण गैसोलीन तरल अवस्था में रहने के बजाय अधिक वाष्प छोड़ता है।

आवेशित वाष्प अणुओं को जितना अधिक संपीड़ित किया जाता है, दहन प्रक्रिया से उतनी ही अधिक ऊर्जा प्राप्त होती है। आवेश को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा, दहन के दौरान उत्पन्न बल में वृद्धि से बहुत कम होती है। उदाहरण के लिए, एक सामान्य छोटे इंजन में, आवेश को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा, दहन के दौरान उत्पन्न ऊर्जा का केवल एक-चौथाई होती है।

किसी इंजन का संपीडन अनुपात, पिस्टन के सबसे निचले और सबसे ऊपरी सिरे पर स्थित होने पर दहन कक्ष के आयतन की तुलना है। यह क्षेत्रफल, दहन कक्ष की बनावट और प्रकार के साथ मिलकर संपीडन अनुपात निर्धारित करता है। गैसोलीन इंजनआम तौर पर इंजनों का संपीड़न अनुपात 6:1 से 10:1 तक होता है। संपीड़न अनुपात जितना अधिक होगा, इंजन उतना ही अधिक ईंधन कुशल होगा। उच्च संपीड़न अनुपात से आमतौर पर दहन दाब या पिस्टन पर लगने वाला बल काफी बढ़ जाता है। हालांकि, उच्च संपीड़न अनुपात से इंजन को चालू करने के लिए ऑपरेटर द्वारा किए जाने वाले प्रयास में वृद्धि होती है। कुछ छोटे इंजनों में ऐसे सिस्टम होते हैं जो संपीड़न स्ट्रोक के दौरान दाब को कम करते हैं, जिससे इंजन चालू करते समय ऑपरेटर द्वारा किए जाने वाले प्रयास में कमी आती है।

प्रज्वलन घटना तब होती है जब किसी आवेश को प्रज्वलित किया जाता है और रासायनिक अभिक्रिया के माध्यम से तेजी से ऑक्सीकृत होकर ऊष्मीय ऊर्जा मुक्त होती है। दहन एक तीव्र ऑक्सीकारक रासायनिक अभिक्रिया है जिसमें ईंधन वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ रासायनिक रूप से जुड़कर ऊष्मा के रूप में ऊर्जा मुक्त करता है।

उचित दहन में एक संक्षिप्त लेकिन सीमित समय लगता है जिसमें लौ दहन कक्ष में फैलती है। स्पार्क प्लग से निकलने वाली चिंगारी क्रैंकशाफ्ट के शीर्ष गति बिंदु से लगभग 20° पहले घूमने पर दहन शुरू करती है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन और ईंधन वाष्प बढ़ती हुई लौ के अग्रभाग द्वारा भस्म हो जाते हैं। लौ का अग्रभाग वह सीमा रेखा है जो ईंधन को दहन उत्पादों से अलग करती है। लौ का अग्रभाग तब तक दहन कक्ष से गुजरता है जब तक कि पूरा ईंधन जल न जाए।

पॉवर स्ट्रोक

पावर स्ट्रोक इंजन का वह परिचालन स्ट्रोक है जिसमें गर्म, फैलती हुई गैसें पिस्टन के शीर्ष को सिलेंडर के शीर्ष से दूर धकेलती हैं। पिस्टन का बल और उसके बाद की गति कनेक्टिंग रॉड के माध्यम से क्रैंकशाफ्ट पर टॉर्क उत्पन्न करती है। यह टॉर्क क्रैंकशाफ्ट के घूर्णन को प्रारंभ करता है। उत्पन्न टॉर्क की मात्रा पिस्टन पर दबाव, पिस्टन के आकार और इंजन के स्ट्रोक द्वारा निर्धारित होती है। पावर स्ट्रोक के दौरान, दोनों वाल्व बंद रहते हैं।

निकास चक्र तब होता है जब दहन कक्ष से अपशिष्ट गैसें बाहर निकलकर वायुमंडल में छोड़ी जाती हैं। निकास चक्र अंतिम चक्र होता है और तब होता है जब निकास वाल्व खुलता है और अंतर्ग्रहण वाल्व बंद होता है। पिस्टन की गति से अपशिष्ट गैसें वायुमंडल में निकल जाती हैं।

जब पिस्टन विद्युत प्रवाह के दौरान अपने अंतिम बिंदु (बॉटम डेड सेंटर) पर पहुँचता है, तो दहन पूर्ण हो जाता है और सिलेंडर निकास गैसों से भर जाता है। निकास वाल्व खुल जाता है, और फ्लाईव्हील तथा अन्य गतिशील भागों की जड़ता पिस्टन को वापस अंतिम बिंदु (टॉप डेड सेंटर) पर धकेल देती है, जिससे निकास गैसें खुले हुए निकास वाल्व से बाहर निकल जाती हैं। निकास प्रवाह के अंत में, पिस्टन अपने अंतिम बिंदु (टॉप डेड सेंटर) पर होता है और एक कार्य चक्र पूरा हो जाता है।