جدید آٹوموبائل کے بنیادی طاقت کے منبع کے طور پر، چار-اسٹروک پٹرول انجن پٹرول کی کیمیائی توانائی کو مکینیکل توانائی میں تبدیل کرتا ہے جو عین میکانی حرکت اور تھرموڈینامک تبدیلی کے ذریعے آٹوموبائل کو آگے بڑھاتا ہے۔ یہ لگاتار چار اسٹروک پر کام کرتا ہے: انٹیک، کمپریشن، پاور اور ایگزاسٹ۔ ہر اسٹروک ایک مکمل ورکنگ سائیکل کو مکمل کرنے کے لیے ایک مخصوص پسٹن کی حرکت کی رفتار اور والو کھولنے اور بند ہونے کی حالت سے مساوی ہے۔ مندرجہ ذیل چار-اسٹروک کے جسمانی عمل، توانائی کی تبدیلی کے طریقہ کار اور کلیدی تکنیکی پیرامیٹرز کا گہرائی سے تجزیہ ہے۔
I. Inlet سٹروک: inlet اور airfuel کے مرکب کی تیاری
انلیٹ اسٹروک انجن کے آپریشن کا نقطہ آغاز ہے۔ جب پسٹن سلنڈر کے اوپر سے نیچے کی طرف جاتا ہے تو انٹیک والو کھل جاتا ہے اور ایگزاسٹ والو بند ہو جاتا ہے۔ جیسے جیسے پسٹن نیچے آتا ہے، سلنڈر کا حجم بڑھ جاتا ہے، جس کی وجہ سے اندرونی دباؤ ماحولیاتی دباؤ سے نیچے گرتا ہے، منفی دباؤ کا زون بنتا ہے۔ اس وقت، 14.7:1 کے مثالی گیس سے تیل کا تناسب انٹیک مینی فولڈ اور والو کے ذریعے ماحولیاتی دباؤ کے ذریعے سلنڈر میں دھکیل دیا جاتا ہے۔ 1.5L قدرتی طور پر خواہش مند انجن کی مثال میں، پسٹن میں 8-10m/s کی کمی ہے اور سلنڈر میں -80 kPa کا فوری خلا ہوتا ہے، جس سے کافی پٹرول الیکٹرک ہائبرڈ پاور کو یقینی بنایا جاتا ہے۔
اس اسٹروک کے کلیدی تکنیکی پیرامیٹرز میں انٹیک والو کے کھلنے کا وقت (عام طور پر 10-30 ڈگری کرینک شافٹ اینگل ٹاپ ڈیڈ پوائنٹ سے پہلے) اور بند ہونے کا وقت (40-60 ڈگری کرینک شافٹ اینگل نیچے کے ڈیڈ پوائنٹ سے بعد میں)، نیز انٹیک کئی گنا لمبائی اور قطر کا ڈیزائن۔ جدید انجن انلیٹ والو کے کھلنے اور بند ہونے کے وقت کو متحرک طور پر ایڈجسٹ کرنے کے لیے متغیر والو ٹائمنگ ٹیکنالوجی کو اپناتا ہے تاکہ انجن کی مختلف رفتار پر انلیٹ والو کی کارکردگی کو بہتر بنایا جا سکے۔ مثال کے طور پر ہونڈا کا i-VTEC سسٹم انجن کی رفتار پر انٹیک والو کے کھلنے کے وقت کو بڑھا کر چارجنگ کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔
ii کمپریشن اسٹروک: جب توانائی کی کثافت میں اضافہ ہوتا ہے اور اسٹروک کو کمپریس کرنے کے لیے دہن کے حالات پیدا ہوتے ہیں، انٹیک اور ایگزاسٹ والوز دونوں بند ہو جاتے ہیں، پسٹن نیچے سے اوپر کے ڈیڈ اسپاٹ کی طرف جاتا ہے، سلنڈر کا حجم کم ہو جاتا ہے، اور پٹرول کا مرکب کمپریس ہو جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، مکینیکل توانائی ہوا کے ایندھن کے مرکب کی اندرونی توانائی میں تبدیل ہو جاتی ہے، جس سے اس کے دباؤ اور درجہ حرارت میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔ 10.5: 1 کے کمپریشن تناسب والے انجنوں کے لیے، سلنڈر میں ہوا کے ایندھن کے مرکب کا دباؤ 1.2-1.8 MPa ہوتا ہے اور کمپریشن اسٹروک کے اختتام پر درجہ حرارت میں 300 -400 ڈگری کا اضافہ ہوتا ہے۔
کمپریشن تناسب اسٹروک کا بنیادی پیرامیٹر ہے اور اسے سلنڈر کے چیمبر والیوم اور سلنڈر کے کل حجم کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ زیادہ کمپریشن تناسب گرمی کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتا ہے، لیکن دستک کے خطرے کو متوازن ہونا چاہیے۔ جدید انجن دہن کے حالات کو حقیقی وقت میں مانیٹر کرنے اور متحرک طور پر اگنیشن ایڈوانس اینگل کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے اعلیٰ-پریسیزن فیول انجیکشن سسٹمز (جیسے ڈائریکٹ انجیکشن) اور ڈیٹونیشن سینسر استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ووکس ویگن EA211 1.4T انجن ڈائریکٹ انجیکشن ٹیکنالوجی کا استعمال کرتا ہے، جو ایندھن کو براہ راست سلنڈر میں داخل کرتا ہے اور 10:1 کمپریشن ریشو کے ساتھ AA سٹرٹیفائیڈ کمبشن کا استعمال کرتا ہے، جس سے پھٹنے کے رجحان کو کم کیا جاتا ہے۔
III پاور اسٹروک: انجن انرجی آؤٹ پٹ کا بنیادی مرحلہ انجن کے اندر موجود توانائی کو مکینیکل اسٹروک میں متحرک طور پر تبدیل کرنا ہے۔ جیسے ہی پسٹن اوپری ڈیڈ اسپاٹ کے قریب پہنچتا ہے، اسپارک پلگ ایک ہائی-وولٹیج برقی چنگاری (20-30kV) پیدا کرتا ہے جو کمپریسڈ ہوا ایندھن کے مرکب کو بھڑکاتا ہے۔ دہن کا رد عمل 0.001 سیکنڈ میں مکمل ہو جاتا ہے، جس سے گرمی کی توانائی کی ایک بڑی مقدار جاری ہوتی ہے جس کی وجہ سے سلنڈر کے اندر گیس کا دباؤ 6-8 MPa تک بڑھ جاتا ہے اور درجہ حرارت 2000-2500 ڈگری تک پہنچ جاتا ہے۔ اعلی درجہ حرارت اور ہائی پریشر گیس پسٹن کو اوپر سے نیچے کی طرف ڈیڈ پوائنٹ کی طرف دھکیلتی ہے، لکیری حرکت کو کنیکٹنگ راڈ کے ذریعے کرینک شافٹ کی گردش میں بدلتی ہے، مکینیکل کام پیدا کرتی ہے۔
اس عمل کی کارکردگی دہن کی شرح اور توانائی کی رہائی کے کنٹرول پر منحصر ہے۔ جدید انجن غیر محفوظ انجیکٹر جیسے چھ ہول انجیکٹر انجیکٹر کے ذریعے ایندھن کے ایٹمائزیشن کو بہتر بناتے ہیں اور ان کو ٹربو چارجر ٹیکنالوجی کے ساتھ جوڑ کر انٹیک پریشر کو بڑھاتے ہیں اور زیادہ جامع دہن حاصل کرتے ہیں۔ BMW B48 2.0T، مثال کے طور پر، ایک ٹوئن-ایکسل ٹربو انجن استعمال کرتا ہے جو ایگزاسٹ انرجی کو انلیٹ پریشر میں تبدیل کرتا ہے، پاور ٹرپ کے دوران سلنڈر پریشر کو 20% اور پاور آؤٹ پٹ میں 15% اضافہ کرتا ہے۔
چہارم تعارف تعارف تعارف: ایگزاسٹ اسٹروک: ایگزاسٹ ٹریل، ایگزاسٹ والو کھلتا ہے، انٹیک والو بند ہو جاتا ہے، سلنڈر سے جلی ہوئی ایگزاسٹ گیس کو ہٹانے کے لیے نیچے سے اوپر کے ڈیڈ پوائنٹ تک پسٹن۔ ایگزاسٹ گیس کا درجہ حرارت تقریباً 0.3-0.5 MPa کے دباؤ کے ساتھ 800-1000 ڈگری سیلسیس تک پہنچ سکتا ہے۔ ایگزاسٹ کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے، Hyundai نے ڈوئل اوور ہیڈ کیم شافٹ (DOHC) ڈیزائن اپنایا ہے جو انٹیک اور ایگزاسٹ والوز کے کھلنے اور بند ہونے کے وقت کو آزادانہ طور پر کنٹرول کرکے ایگزاسٹ ریزیڈیو کو کم کرتا ہے۔ ٹویوٹا ڈائنامک فورس 2.5L انجن، مثال کے طور پر، ایگزاسٹ والو لفٹ وکر کو بہتر بناتا ہے، جس سے ایگزاسٹ ایگزاسٹ کے 5% سے بھی کم رہ جاتا ہے۔
اس کے علاوہ، کاربن مونو آکسائیڈ (CO)، ہائیڈرو کاربن (HC) اور نائٹروجن آکسائیڈز (NOx) کو بے ضرر کاربن ڈائی آکسائیڈ (CO2)، پانی (H2O) اور نائٹروجن (N2) میں تبدیل کرنے کے لیے ایگزاسٹ گیسوں کو تین-فیز کیٹلیٹک کنورٹر کے ذریعے علاج کرنا چاہیے۔ جدید انجن بند-لوپ کنٹرول اور آکسیجن سینسرز کا استعمال کرتے ہیں تاکہ ایگزاسٹ کمپوزیشن کو ریئل ٹائم مانیٹر کیا جا سکے اور متحرک طور پر ہوا کو-سے-شعلے کے تناسب کو ایڈجسٹ کیا جا سکے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ اخراج چین VI کے اخراج کے معیارات پر پورا اترتا ہے۔
نتیجہ: چار-اسٹروک انجن اور انجن کے ارتقاء کے درمیان ہم آہنگی۔
درست ٹائمنگ کنٹرول اور توانائی کی تبدیلی کے ذریعے، چار-اسٹروک پٹرول انجن کیمیائی توانائی سے مکینیکل توانائی میں ایک موثر منتقلی حاصل کرتا ہے۔ انٹیک کے دوران تیل کے مکسچر کی تیاری سے لے کر، کمپریشن کے دوران توانائی کی کثافت میں اضافہ، بجلی کے دوران دھماکہ خیز توانائی کے اخراج تک، ایگزاسٹ اسٹروک کے دوران سائیکل کی تیاری کی تکمیل تک، انجن کی مستحکم کارکردگی کو یقینی بنانے کے لیے ہر مرحلے میں سخت میچ کی ضرورت ہوتی ہے۔ ٹربو چارجنگ، ڈائریکٹ انجیکشن اور فریکوئنسی کنورژن اسپیڈ ریگولیشن کے مقبول ہونے کے ساتھ، جدید انجنوں کی تھرمل کارکردگی 40% سے تجاوز کر گئی ہے، جو کہ توانائی کے تحفظ کے اخراج میں کمی اور آٹوموٹیو انڈسٹری میں کارکردگی میں بہتری کے لیے بنیادی مدد فراہم کرتی ہے۔
