के लिए नहीं तो पिस्टन इंजन, आधुनिक समाज में अधिकांश वयस्कों को उस स्थान तक पहुँचने में कठिनाई होगी जहाँ उन्हें दैनिक आधार पर होने की आवश्यकता होती है। जो कोई भी पारंपरिक मोटर वाहन चलाता है या सवारी करता है वह ऐसे इंजन का लाभार्थी होता है (इलेक्ट्रिक कारों में पिस्टन नहीं होते हैं, इसके बजाय विशुद्ध रूप से संचालित होते हैं मोटर्स.)
ए के रूप में भी जाना जाता है प्रत्यागामी इंजन, इन इंजनों की मुख्य बानगी है कि वे दबाव को घूर्णी गति में अनुवाद करते हैं. यह घूर्णी गति - दूसरे शब्दों में, एक भौतिक या वैचारिक अक्ष के बारे में गति - को अनुवाद में परिवर्तित किया जा सकता है और गति के अन्य रूप आसानी से, जैसे कि आपकी कार के टायर आपको लुढ़कते हैं और बाकी वाहन उनके ऊपर लटके रहते हैं सड़क।
विभिन्न प्रकार के पिस्टन इंजन मौजूद हैं, जिनमें से सबसे परिचित का अभी वर्णन किया गया था - the आंतरिक दहन इंजन, जिसमें गैस से चलने वाले ऑटो इंजन और अन्य उपप्रकार शामिल हैं। अन्य पिस्टन इंजन किस्मों में हैं बाहरी दहन इंजन और यह स्टर्लिंग इंजन.
अन्य बातों के अलावा, आप सीखेंगे कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में पुराने पश्चिमी इंजनों के साथ आपके विचार से कहीं अधिक समानता है, और सामान्य तौर पर इस बात की सराहना होती है कि कैसे आवश्यकता और मानवीय सरलता ने फिर से कुछ उल्लेखनीय और परिवर्तनकारी उत्पादन करने के लिए संयुक्त किया है।
पिस्टन और सिलेंडर असेंबली
किसी भी कारण से, पिस्टन को रोजमर्रा के लोगों से अधिक ध्यान आकर्षित करना प्रतीत होता है, वही चीज जो उन्हें कार्यात्मक बनाती है, वह बेलनाकार कक्ष है जो उन्हें रखता है। कुख्याति के बावजूद, पिस्टन-और-सिलेंडर एकल उपकरण के केंद्र में है जिसने यकीनन दुनिया को किसी भी मशीन से अधिक बदल दिया है, और वह है आंतरिक दहन इंजन।
एक पिस्टन अपने आप में एक बंद या ठोस सिर वाला एक सिलेंडर होता है जो एक बड़े बेलनाकार मामले के भीतर आगे और पीछे चलता है, जो कि नाम पर आधारित सिलेंडर है। पिस्टन हिल सकता है विरुद्ध द्रव दबाव या द्रव दबाव द्वारा स्थानांतरित किया जाना। एक भाप इंजन में, पिस्टन दोनों सिरों पर बंद होता है; एक छड़ केंद्र से होकर गुजरती है, लेकिन जोड़ को कसकर बंद कर दिया जाता है। गैसोलीन इंजन में, यह इंजन के भीतर अन्य गतिमान भागों के दोलन (आगे और आगे की गति) की अनुमति देने के लिए एक छोर पर खुला होता है।
पिस्टन इंजन कैसे काम करता है
एक पिस्टन इंजन के आंदोलनों को कसकर समन्वित और व्यवस्थित किया जाता है। एक इंजन में एक पिस्टन हो सकता है, हालांकि यह असामान्य है। कई पिस्टन-और-सिलेंडर संयोजनों सहित विभिन्न विन्यास संभव हैं, जिनमें पंक्तियाँ, "वी" आकार और इनमें से "ज़िग-ज़ैग" संयोजन शामिल हैं।
अलग-अलग पिस्टन की संख्या एक तरफ, ये सभी इंजन एक ही सामान्य तरीके से व्यवहार करते हैं, इस बात की परवाह किए बिना कि वे कितनी शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं या कौन सा ईंधन दबाव के स्रोत की सेवा करता है सिलेंडर।
पुरातन चार स्ट्रोक चक्र एक पारस्परिक इंजन में चार चरण या प्रक्रियाएँ होती हैं:
सेवन: चार-स्ट्रोक चक्र के पहले चरण में, किसी प्रकार का ईंधन शीर्ष पर एक इंटेक पोर्ट के माध्यम से सिलेंडर में डाला जाता है, जो पिस्टन को सिलेंडर के नीचे तक धकेलता है।
संपीड़न: फिर पिस्टन को वापस ऊपर की ओर धकेला जाता है, जो ईंधन को संपीड़ित करता है और अधिकांश इंजनों में स्पार्क प्लग के माध्यम से इसे प्रज्वलित करता है। डीजल इंजनों में, ईंधन को पर्याप्त रूप से संपीड़ित करना इसे प्रज्वलित करने के लिए पर्याप्त है (शिथिलता में, दबाव और तापमान एक साथ बढ़ते हैं।)
प्रज्वलन: ईंधन का प्रज्वलन पिस्टन को एक बार फिर नीचे की ओर धकेलता है, जिससे उपयोगी उत्पन्न होता है काम क (भौतिकी में प्रयोग करने योग्य ऊर्जा के समान मात्रा) इंजन के लिए। यह "स्ट्रोक" वैकल्पिक रूप से के रूप में जाना जाता है दहन या शक्ति कदम।
निकास: ईंधन के दहन से निकलने वाले अपशिष्ट रसायन एक निकास बंदरगाह के माध्यम से उत्सर्जित होते हैं, और चक्र दोहराता है। चार स्ट्रोक की पूरी तरह से प्रकृति के बावजूद, मानक ऑटोमोबाइल में चक्र कुशलतापूर्वक प्रति मिनट हजारों बार दोहराता है - लगभग 50 से 100 बार प्रति सेकंड।
- आप इस बिंदु पर पहली बार पूरी तरह से सराहना कर रहे होंगे कि आपके इंजन को स्नेहक, या मोटर तेल की सख्त आवश्यकता क्यों है; यहां तक कि पूरी तरह से ट्यून किए गए टॉप-एंड इंजन में, यह बहुत अपरिहार्य घर्षण है जिसे किसी भी तरह से संबोधित और समाप्त किया जाना चाहिए।
बाहरी दहन पिस्टन इंजन
पूर्वगामी उस दुनिया का वर्णन करता है जिसमें आप रहते हैं, जहां ऑटोमोबाइल वस्तुतः सार्वभौमिक हैं। यह हमेशा ऐसा नहीं था, ज़ाहिर है, अपेक्षाकृत हाल के मानव इतिहास में भी।
फ्रांसीसी सैन्य इंजीनियर निकोलस-जोसेफ कुगनोट एक वाहन को शक्ति प्रदान करने के उद्देश्य से एक सिलेंडर के अंदर पिस्टन को चलाने के लिए किसी प्रकार का तरल पदार्थ प्राप्त करने के पहले प्रयासों में से एक के पीछे था। (ए तरल एक गैस या तरल है, जैसे कि भाप या पानी, पहले वाला बाद का गैसीय रूप है।) १७६९ में, कुगनॉट ने एक अनाड़ी तीन-पहिया "भाप का निर्माण किया। वैगन" जो तोपों को ले जाने के लिए था और लगभग 3 मील प्रति घंटे (5 किलोमीटर प्रति घंटे) का प्रबंधन कर सकता था, लेकिन नियंत्रण से बाहर जाने की प्रवृत्ति थी और दुर्घटना।
१९वीं शताब्दी के मध्य तक, भाप की शक्ति का इतना व्यापक उपयोग हो चुका था कि परिचर तकनीकी लाभ ने व्यापक सुधार की अनुमति दी। स्टीम लोकोमोटिव ट्रेन (अब अप्रचलित) बाहरी दहन इंजन का एक बेहतरीन उदाहरण है: बाहरी क्योंकि कोयला जो प्रज्वलित और जला दिया गया था बाहर इंजन (एक भट्टी में) का उपयोग बड़ी मात्रा में पानी उबालने के लिए किया जाता था, जिससे भाप उत्पन्न होती थी जिसे बाद में इंजन के अंदर सिलेंडर में पंप किया जाता था।
आंतरिक दहन पिस्टन इंजन
1826 में, अमेरिकी सैमुअल मॉर्ले एक प्रकार के इंजन के लिए पहला पेटेंट हासिल किया जिसने ईंधन के प्रज्वलन और सिलेंडर के विस्तार को एक ही भौतिक स्थान में परिणामी दबाव बढ़ाने के कारण रखा। 1858 तक, हालांकि, मॉर्ले ने एक आंतरिक दहन इंजन के साथ फिट किए गए तीन-पहिया वैगन का उत्पादन किया जो "कोयला गैस" पर चलता था और 50 मील की यात्रा करता था।
आंतरिक दहन इंजन के निर्माण में एक महत्वपूर्ण प्रगति गैस को जलाने से पहले उसे संपीड़ित करने की क्षमता थी, जिससे ईंधन के दहन से गुजरना आसान हो गया; गैस का दबाव और तापमान एक साथ बढ़ने की प्रवृत्ति होती है, जबकि गैस का आयतन कम करने (अर्थात इसे संपीड़ित करने) से इसका दबाव बढ़ जाता है।
जैसे ही आंतरिक दहन इंजन ने दूर से कॉम्पैक्ट आकार का रुख करना शुरू किया, इंजीनियरों और सपने देखने वालों ने तुरंत सपना देखना शुरू कर दिया कि पहली उड़ान मशीनों को बिजली देने के लिए उनका उपयोग कैसे किया जाए।
विमान के इंजन
1880 के दशक तक, साहसी आविष्कारक प्रयोग कर रहे थे, अगर उड़ने वाली मशीनें नहीं, तो "होपिंग मशीन" जो भाप या गैस से चलने वाले पिस्टन का इस्तेमाल करती थीं इंजन, कुछ इसे 150 फीट तक बनाते हैं, लेकिन कई अन्य मानव अवलोकन क्षितिज और यात्रा को आगे बढ़ाने के संघर्ष में नष्ट हो रहे हैं सरहदें
राइट ब्रदर्स, ऑरविल और विल्बर, आज प्रसिद्ध हैं, लेकिन वे वास्तव में 1800 के दशक के उत्तरार्ध में कुछ देर से आए "अंतरिक्ष दौड़" का संस्करण जो आधी सदी बाद संयुक्त राज्य अमेरिका और सोवियत के बीच प्रकट होगा संघ। १८९९ में, उन्होंने अपना उचित परिश्रम किया और उन्हें इंजन से लैस करने की कोशिश करने से पहले ग्लाइडिंग मशीनों के साथ एक बड़ा प्रयोग किया, जिससे अंतर्निहित वायुगतिकी के बारे में अधिक जानकारी प्राप्त हुई।
1903 में उत्तरी कैरोलिना के किट्टी हॉक में राइट बंधुओं की पहली विजयी उड़ान के बाद से, दहन इंजन ने एक लंबा सफर तय किया है। जबकि जेट इंजन आज बड़े वाणिज्यिक और अन्य उच्च शक्ति वाले विमानों में उपयोग किया जाता है, अधिकांश छोटे और निजी हवाई जहाज अभी भी प्रोपेलर और आंतरिक दहन इंजन का उपयोग करके बनाए जाते हैं।
- आप अक्सर विमान के लिए पारस्परिक इंजनों को देख सकते हैं जिन्हें हीट इंजन कहा जाता है, लेकिन सभी आंतरिक दहन इंजन ऊष्मा इंजन होते हैं, बाहरी दहन इंजन ऊष्मा की अन्य प्राथमिक श्रेणी होते हैं इंजन।