आंतरिक दहन इंजन का संपीड़न अनुपात कितना होता है

पिस्टन आंतरिक दहन इंजन की महत्वपूर्ण डिजाइन विशेषताओं में से एक संपीड़न अनुपात है। यह पैरामीटर आंतरिक दहन इंजन की शक्ति, इसकी दक्षता और ईंधन की खपत को भी प्रभावित करता है। इस बीच, कुछ लोगों को इस बात का सही अंदाजा है कि संपीड़न की डिग्री का क्या मतलब है। बहुत से लोग सोचते हैं कि यह केवल संपीड़न का पर्याय है। हालांकि उत्तरार्द्ध संपीड़न की डिग्री से संबंधित है, हालांकि, ये पूरी तरह से अलग चीजें हैं।

शब्दावली को समझने के लिए, आपको यह समझने की जरूरत है कि बिजली इकाई के सिलेंडर की व्यवस्था कैसे की जाती है, और आंतरिक दहन इंजन के संचालन के सिद्धांत को समझें। दहनशील मिश्रण को सिलेंडर में इंजेक्ट किया जाता है, फिर इसे एक पिस्टन द्वारा नीचे के मृत केंद्र (BDC) से शीर्ष मृत केंद्र (TDC) की ओर ले जाकर संकुचित किया जाता है। टीडीसी के पास किसी बिंदु पर संपीड़ित मिश्रण प्रज्वलित और जलता है। विस्तारित गैस यांत्रिक कार्य करती है, पिस्टन को विपरीत दिशा में धकेलती है - बीडीसी को। पिस्टन से जुड़ा, कनेक्टिंग रॉड क्रैंकशाफ्ट पर कार्य करता है, जिससे यह घूमता है।

बीडीसी से टीडीसी तक सिलेंडर की भीतरी दीवारों से घिरा हुआ स्थान सिलेंडर का कार्यशील आयतन है। एक बेलन के विस्थापन का गणितीय सूत्र इस प्रकार है:

वीₐ = r²s

जहाँ r बेलन के भीतरी भाग की त्रिज्या है;

s TDC से BDC (पिस्टन स्ट्रोक की लंबाई) की दूरी है।

जब पिस्टन टीडीसी तक पहुंचता है, तब भी उसके ऊपर कुछ जगह होती है। यह दहन कक्ष है। सिलेंडर के ऊपरी हिस्से का आकार जटिल है और विशिष्ट डिजाइन पर निर्भर करता है। इसलिए, दहन कक्ष के आयतन Vₑ को किसी एक सूत्र से व्यक्त करना असंभव है।

जाहिर है, सिलेंडर Vₒ का कुल आयतन कार्यशील आयतन और दहन कक्ष के आयतन के योग के बराबर है:

वीₒ = वीₐ+वीₑ

और संपीड़न अनुपात सिलेंडर के कुल आयतन और दहन कक्ष के आयतन का अनुपात है:

ε = (वीₐ+वीₑ)/वीₑ

यह मान आयामहीन है, और वास्तव में यह उस समय से दबाव में सापेक्ष परिवर्तन की विशेषता है जब मिश्रण को सिलेंडर में प्रज्वलन के क्षण तक इंजेक्ट किया जाता है।

यह सूत्र से देखा जा सकता है कि या तो सिलेंडर के काम करने की मात्रा को बढ़ाकर या दहन कक्ष की मात्रा को कम करके संपीड़न अनुपात को बढ़ाना संभव है।

विभिन्न आंतरिक दहन इंजनों के लिए, यह पैरामीटर भिन्न हो सकता है और इकाई के प्रकार और इसके डिजाइन की विशेषताओं द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। आधुनिक गैसोलीन आंतरिक दहन इंजन का संपीड़न अनुपात 8 से 12 तक है, कुछ मामलों में यह 13 ... 14 तक पहुंच सकता है। डीजल इंजनों के लिए, यह अधिक है और 14 ... 18 तक पहुंचता है, यह डीजल मिश्रण की प्रज्वलन प्रक्रिया की ख़ासियत के कारण है।

और संपीड़न के लिए, यह अधिकतम दबाव है जो सिलेंडर में होता है क्योंकि पिस्टन बीडीसी से टीडीसी तक जाता है। दबाव के लिए अंतर्राष्ट्रीय SI इकाई पास्कल (Pa/Pa) है। माप की इकाइयाँ जैसे बार (बार) और वायुमंडल (एट / एट) का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इकाई अनुपात है:

1 पर = 0,98 बार;

1 बार = 100 पा

संपीड़न की डिग्री के अलावा, दहनशील मिश्रण की संरचना और आंतरिक दहन इंजन की तकनीकी स्थिति, विशेष रूप से सिलेंडर-पिस्टन समूह के हिस्सों के पहनने की डिग्री, संपीड़न को प्रभावित करती है।

संपीड़न अनुपात में वृद्धि के साथ, पिस्टन पर गैसों का दबाव बढ़ जाता है, जिसका अर्थ है कि, अंततः, शक्ति बढ़ जाती है और आंतरिक दहन इंजन की दक्षता बढ़ जाती है। मिश्रण के अधिक पूर्ण दहन से पर्यावरणीय प्रदर्शन में सुधार होता है और ईंधन की अधिक किफायती खपत में योगदान होता है।

हालांकि, संपीड़न अनुपात में वृद्धि की संभावना विस्फोट के जोखिम से सीमित है। इस प्रक्रिया में, वायु-ईंधन मिश्रण जलता नहीं है, बल्कि फट जाता है। उपयोगी काम नहीं किया जाता है, लेकिन पिस्टन, सिलेंडर और क्रैंक तंत्र के कुछ हिस्सों पर गंभीर प्रभाव पड़ता है, जिससे वे तेजी से खराब हो जाते हैं। विस्फोट के दौरान उच्च तापमान वाल्व और पिस्टन की कामकाजी सतह के जलने का कारण बन सकता है। कुछ हद तक, उच्च ऑक्टेन रेटिंग वाला गैसोलीन विस्फोट से निपटने में मदद करता है।

एक डीजल इंजन में, विस्फोट भी संभव है, लेकिन वहां यह गलत इंजेक्शन समायोजन, सिलेंडर की आंतरिक सतह पर कालिख, और अन्य कारणों से होता है जो बढ़े हुए संपीड़न अनुपात से संबंधित नहीं होते हैं।

सिलिंडरों की कार्यशील मात्रा या संपीड़न अनुपात को बढ़ाकर मौजूदा इकाई को बाध्य करना संभव है। लेकिन यहां यह महत्वपूर्ण है कि इसे ज़्यादा न करें और युद्ध में भाग लेने से पहले हर चीज की सावधानीपूर्वक गणना करें। त्रुटियों से इकाई के संचालन में ऐसा असंतुलन हो सकता है और विस्फोट हो सकता है कि न तो उच्च-ऑक्टेन गैसोलीन और न ही इग्निशन टाइमिंग के समायोजन से मदद मिलेगी।

एक इंजन को मजबूर करने का शायद ही कोई मतलब है जिसमें शुरू में उच्च संपीड़न अनुपात होता है। प्रयास और धन की लागत काफी बड़ी होगी, और शक्ति में वृद्धि नगण्य होने की संभावना है।

वांछित लक्ष्य को दो तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है - सिलेंडरों को बोर करके, जो आंतरिक दहन इंजन की कार्यशील मात्रा को बड़ा कर देगा, या निचली सतह (सिलेंडर हेड) को मिला कर।

सिलेंडर उबाऊ

इसके लिए सबसे अच्छा पल वह होता है जब आपको वैसे भी सिलेंडर बोर करने पड़ते हैं।

इस ऑपरेशन को करने से पहले, आपको नए आकार के लिए पिस्टन और रिंग का चयन करना होगा। इस आंतरिक दहन इंजन के लिए मरम्मत आयामों के लिए भागों को ढूंढना शायद मुश्किल नहीं होगा, लेकिन यह इंजन की कार्यशील मात्रा और शक्ति में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं देगा, क्योंकि आकार में अंतर बहुत छोटा है। अन्य इकाइयों के लिए बड़े व्यास के पिस्टन और रिंग की तलाश करना बेहतर है।

आपको सिलेंडर को स्वयं बोर करने की कोशिश नहीं करनी चाहिए, क्योंकि इसके लिए न केवल कौशल की आवश्यकता होती है, बल्कि विशेष उपकरण भी होते हैं।

सिलेंडर के सिर को अंतिम रूप देना

सिलेंडर हेड की निचली सतह को मिलाने से सिलेंडर की लंबाई कम हो जाएगी। दहन कक्ष, आंशिक रूप से या पूरी तरह से सिर में स्थित, छोटा हो जाएगा, जिसका अर्थ है कि संपीड़न अनुपात में वृद्धि होगी।

अनुमानित गणना के लिए, यह माना जा सकता है कि एक मिलीमीटर की एक चौथाई परत को हटाने से संपीड़न अनुपात में लगभग दसवां हिस्सा बढ़ जाएगा। एक बेहतर सेटिंग समान प्रभाव देगी। आप एक को दूसरे के साथ भी जोड़ सकते हैं।

यह मत भूलो कि सिर को अंतिम रूप देने के लिए सटीक गणना की आवश्यकता होती है। यह अत्यधिक संपीड़न अनुपात और अनियंत्रित विस्फोट से बच जाएगा।

इस तरह से एक आंतरिक दहन इंजन को मजबूर करना एक और संभावित समस्या से भरा होता है - सिलेंडर को छोटा करने से यह जोखिम बढ़ जाता है कि पिस्टन वाल्व से मिल जाएगा।

अन्य बातों के अलावा, वाल्व समय को फिर से समायोजित करना भी आवश्यक होगा।

दहन कक्ष मात्रा माप

संपीड़न अनुपात की गणना करने के लिए, आपको दहन कक्ष की मात्रा जानने की आवश्यकता है। जटिल आंतरिक आकार गणितीय रूप से इसकी मात्रा की गणना करना असंभव बनाता है। लेकिन इसे मापने का एक बहुत ही आसान तरीका है। ऐसा करने के लिए, पिस्टन को शीर्ष मृत केंद्र पर सेट किया जाना चाहिए और लगभग 20 सेमी³ की मात्रा के साथ एक सिरिंज का उपयोग करके, स्पार्क प्लग छेद के माध्यम से पूरी तरह से भरने तक तेल या अन्य उपयुक्त तरल डालना चाहिए। गिनें कि आपने कितने क्यूब्स डाले। यह दहन कक्ष का आयतन होगा।

एक सिलेंडर की कार्यशील मात्रा आंतरिक दहन इंजन की मात्रा को सिलेंडरों की संख्या से विभाजित करके निर्धारित की जाती है। दोनों मानों को जानने के बाद, आप उपरोक्त सूत्र का उपयोग करके संपीड़न अनुपात की गणना कर सकते हैं।

ऐसा ऑपरेशन आवश्यक हो सकता है, उदाहरण के लिए, सस्ते गैसोलीन पर स्विच करने के लिए। या असफल इंजन बल के मामले में आपको रोलबैक करने की आवश्यकता है। फिर, अपने मूल स्थान पर लौटने के लिए, एक मोटा सिलेंडर हेड गैसकेट या एक नया सिर आवश्यक है। एक विकल्प के रूप में, दो साधारण स्पेसर का उपयोग करें, जिसके बीच एक एल्यूमीनियम इंसर्ट रखा जा सकता है। नतीजतन, दहन कक्ष बढ़ जाएगा, और संपीड़न अनुपात कम हो जाएगा।

दूसरा तरीका पिस्टन की कामकाजी सतह से धातु की एक परत को हटाना है। लेकिन ऐसी विधि समस्याग्रस्त होगी यदि कामकाजी सतह (नीचे) में उत्तल या अवतल आकार हो। पिस्टन क्राउन का जटिल आकार अक्सर मिश्रण की दहन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए बनाया जाता है।

पुराने कार्बोरेटर ICE पर, डिफोर्सिंग से समस्या नहीं होती है। लेकिन इस तरह की प्रक्रिया के बाद आधुनिक इंजेक्शन आंतरिक दहन इंजन का इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इग्निशन समय को समायोजित करने में गलत हो सकता है, और फिर लो-ऑक्टेन गैसोलीन का उपयोग करते समय विस्फोट हो सकता है।